BAI GIANG HOA PHAN TICH TS GVC HOANG THI HUE AN

56 %
44 %
Information about BAI GIANG HOA PHAN TICH TS GVC HOANG THI HUE AN
Education
gvc

Published on February 19, 2018

Author: daykemquynhon

Source: authorstream.com

slide 1: Biên soạn: TS. GVC. HOÀNG THỊ HUỆ AN Bộ môn HÓA ĐH Nha Trang Bài giảng HÓA PHÂN TÍCH ANALYTICAL CHEMISTRY’S LECTURE NOTES Dùng cho sinh viên ngành TTS - CMT slide 2: 1.1. I DUG VAI TRÒ YÊU CU CA MÔ HC a i dung : nghiên cu phương pháp xác nh thành phn nh tính / nh lưng ca các cu t trong i tưng phân tích. Cu t : ion nguyên t phân t nhóm chc… nh tính : nhn bit s có mt ca cu t nào ó trong mu phân tích da vào tính cht hóa hc hay vt lý c trưng màu mùi d ng tinh th hiu ng vt lý… nh lưng : xác nh hàm lưng cu t nghiên cu trong mu phân tích. Chương 1. I CƯƠG V HÓA PHÂ TÍCH slide 3: 1.1. I DUG VAI TRÒ YÊU CU CA MÔ HC a i dung : nghiên cu phương pháp xác nh thành phn nh tính và nh lưng ca các cu t trong i tưng phân tích. Cu t : ion nguyên t phân t nhóm chc pha… nh tính : nhn bit s có mt ca cu t nào ó trong mu phân tích da vào tính cht hóa hc hay vt lý c trưng màu mùi d ng tinh th hiu ng vt lý… nh lưng : xác nh hàm lưng cu t nghiên cu trong mu phân tích. Chương 1. I CƯƠG V HÓA PHÂ TÍCH slide 4: b Vai trò ca hóa phân tích : ng dng trong nhiu lĩnh vc - khoa hc-k thut : hóa hc sinh hc thc phNm dưc phNm y hc môi trưng nông hóa th nhưng a cht vt liu kho c pháp y… - sn xut : công nghip thc phNm dưc phNm x lý môi trưng… c Yêu cu i vi ngưi hc : - lý thuyt : nm vng nguyên tc ca các phương pháp phân tích vn dng vào vn c th - thc hành : nm vng k năng thao tác cNn thn kiên trì chính xá c báo cáo s liu trung thc slide 5: PT I HÓA : • o th • o dn in • o in lưng • in khi lưng • Cc ph/Volt-Amper PHƯƠG PHÁP PHÂ TÍCH NH LƯG PP HÓA HC PP PT c in PP HÓA LÝ PP PT công c/ PP PT hin i PT TH TÍCH PP CHU : • Acid - baz • Phc cht • Kt ta • Oxy hóa-kh PT KHI LƯG PT QUAG : • Phân t • Nguyên t • Hp th • Phát x PT SC KÝ : • Sc ký • in di 1.2. PHÂ LOI CÁC PP PT NH LƯG - LA CH PP : slide 6: 1.3. CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH Độ đúng accuracy Độ chính xác precision Độ nhạy sensibility Độ chọn lọc selectivity Giới hạn phát hiện LOD: limit of detection Giới hạn định lượng LOQ: limit of quantitation slide 7: Độ đúng accuracy: phản ảnh sự phù hợp giữa kết quả đo đạc và giá trị đúng của đại lượng cần đo. Độ chính xác precision độ lặp lại repeatability: phản ảnh sự trùng lặp giữa các kết quả đo thu được trong các thí nghiệm song song slide 8: a Không đúng và không chính xác b Chính xác nhưng không đúng c Đúng nhưng không chính xác d Đúng và chính xác Để đánh giá đầy đủ chất lượng của một phương pháp phân tích cần căn cứ cả vào độ chính xác lẫn độ đúng của phương pháp phân tích. a b c d slide 9: Độ nhạy: khả năng phân biệt 2 mẫu có nồng độ chất phân tích khác nhau bởi phương pháp phân tích đã cho. 0 0 C S A • Độ nhạy độ thay đổi cường độ tín hiệu phân tích khi thay đổi nồng độ chất phân tích 1 đơn vị. • Độ nhạy hệ số góc k trong phương trình đường chuẩn k C S C S y Sensibilit A A A A Δ Δ S A kC A slide 10: • Độ chọn lọc Phương pháp phân tích ch n l c S m u k A .C A Phương pháp phân tích không ch n l c: S m u k A .C A + k I .C I H s ch n l c: đánh giá mức độ ảnh hưởng của cấu tử cản I đối với cấu tử A trong phép phân tích . A I A I k k K K IA càng nhỏ phép PT càng chọn lọc slide 11: • Giới hạn phát hiện LOD: là nồng độ nhỏ nhất của chất phân tích mà phương pháp phân tích có thể phát hiện được với một độ tin cậy đã cho. uan hệ giữa LOD và độ nhạy k: k S C LOD A A min min Giới hạn định lượng LOQ: nồng độ nhỏ nhất của chất phân tích mà phương pháp phân tích có thể định lượng được với một độ tin cậy đã cho. slide 12: 1.4. TIÊU CHÍ LA CH PHƯƠG PHÁP PHÂ TÍCH : - hàm lưng cu t phân tích a lưng vi lưng vt - yêu cu v úng chính xác nhy ca phương pháp phân tích - iu kin trang thit b phân tích - thi gian chi phí phân tích Cu t a lưng : X 1-100 w/w PP PT hóa hc Cu t vi lưng : X 001 - 1 w/w PP PT công c Cu t vt : X 10 -7 - 001 w/w PP PT công c có nhy cao slide 13: Xác định vấn đề Thu mẫu đại diện Xử lý mẫu Đo mẫu Xử lý số liệu – Tính kết quả Kết luận - Chn PP phân tích - PP x lý mu - K hoch PT Thu mu o mu Theo nguyên tc thng kê : “Thành phn ca mu tiêu biu cho toàn b i tưng phân tích ” Mu dng thích hp cho vic thc hin quá trình phân tích : hòa tan mu loi b cu t cn tr làm giàu cu t phân tích Áp dng pp phân tích s liu pt - X lý s liu PT toán thng kê - Tính t qu và sai s -Kt lun v vn phân tích 1.3. CÁC GIAI O CA MT QUY TRÌH PHÂ TÍCH slide 14: 1.5. YÊU CU V HÓA CHT DÙG TROG HÓA PHÂ TÍCH Tinh hit phân tích PA AR : 9990 ≤ X ≤ 9999 Tinh hit hóa hc CP: 99990 ≤ X ≤ 99999 Mt s trưng hp yêu cu : Tinh hit quang hc c bit : 999990 ≤ X ≤ 999999 Không dùng hóa cht thut X ≤ 99 slide 15: 1.5. MỘT SỐ KIẾN THỨC ĐẠI CƯƠNG CẦN THIẾT 1.5.1 . Nồng độ dung dịch – Pha chế dung dịch 1.5.1.1. Các loại nồng độ thông dụng trong Hóa PT a Nồng độ mol C M mol/L : số mol chất tan có trong 1 lít dung dịch V M m V n C A A A . V C M m n A A A . V M C m A A . . slide 16: b Nồng độ đương lượng N N đlg/L : số đương lượng gam chất tan có trong 1 lít dung dịch V m V n A A A A V m n A A A . V m A A A . . slide 17: Cách tính ương lưng gam ca mt cht : z thay i theo phn ng mà A tham gia Phn ng trung hòa : A là acid : z s ion H + / 1 phân t A b trung hòa A là baz : z s ion OH - / 1 phân t A b trung hòa Phn ng trao i ion : z s in tích/1 phân t A trao i Phn ng oxy hóa – kh : z s electron/ 1 phân t A cho hay nhn trong p/ng z M A A slide 18: c Nng phn trăm P : P w/w : s gam cht tan/100 gam dung dch Pw/w thưng cho kèm theo khi lưng riêng dung dch d g/mL Pw/v : s gam cht tan/100 mL dung dch P v/v : s mL cht tan lng/100 mL dung dch 100 . / dd ct m m w w P 100 . / dd ct V m v w P 100 . / dd ct V V v v P slide 19: d chun: T A g/mL: s gam cht A / 1 mL dung dch e chun ca cht A theo cht X cn nh phân T A/X g/mL: s gam cht X tương ương vi 1 mL dd A f T s pha loãng D : t s gia th tích ca cht lng c vi th tích dung môi dùng pha loãng Ví d: HCl 1:5 v/v 1 V HCl c + 5 V H 2 O g ppm ppb ppt ppm part per million:Mu dd: 1 ppm w/v 1mg/L 1 μg/mL Mu rn: 1 ppm w/w 1mg/kg 1 μg/kg 1 ppb 1/1000 ppm 1 ppt 1/1000 ppb slide 20: 1.5.1.2. Công thc chuyn i nng Ghi chú Công thức Trường hợp ppm w/v C A M A .10 3 N A .Đ A .10 3 C A hay N A ppm w/v C A hay N A T A/X C A hay N A T A Pw/v Pw/w.d Pw/w Pw/v d : kl riêng dd Pw/w Pw/w C hay N Đ A M a /z C A ↔ N A 1000 . / / X A X A mL g T 1000 . / A A A mL g T A A C z . M Pd C 10 Pd 10 slide 21: 1.5.1.3. Pha ch dung dch : aPha loãng dung dch : Pha loãng dung dch nng tính theo ơn v th tích C N Pw/v Pv/v T A T A/X ppm ppb ppt Dung dch C 1 V 2 mL dung dch C 2 V 1 mL : th tích dung dch C 1 cn dùng C 1 V 1 C 2 V 2 Ví d : Pha ch 100 mL HCl 05 N t dd HCl 4 N V HCl 1 N …………………… 1 2 2 1 . C C V V slide 22: Pha loãng dung dch Pw/w Dung dch P 1 d 1 V 2 mL dung dch P 2 Quy tc ưng chéo : m 1 DD 1 : P 1 P 2 P 2 m H2O H 2 O : 0 P 1 – P 2 Bài tp : Hãy pha ch 500 mL NH 4 OH 10w/w t dung dch NH 4 OH c 25w/w có d 091 g/mL. 2 1 2 2 1 P P P m m O H − 2 1 2 2 1 1 . P P P V d V O H −         − 2 1 2 1 2 1 1 P P P d V V O H slide 23: b Pha ch dung dch chun : Dùng cht gc : Cht gc là cht rn dng tinh th ht nh tha mãn các yêu cu : -Tinh khit phân tích PA AR / tinh khit hóa hc CP : tp cht 001 – 002 -Thành phn hóa hc ng vi mt công thc phân t xác nh - Bn trong không khí - Phân t lưng càng ln càng tt Cách pha ch V ml dung dch chun gc có nng C hay N : - Dùng cân phân tích cân lưng cht gc tính theo công thc: m C.M.V.10 -3 hay: m N..V.10 -3 - Hòa tan toàn b lưng cht gc trên vào V ml nưc ct dùn g bình nh mc V ml slide 24: • Dùng ng chun : Hòa tan toàn b lưng cht trong ng chun vào 1 L nưc ct dùng bình nh mc Ví d : ng chun Na 2 S 2 O 3 N/10 pha ưc 1 L Na 2 S 2 O 3 01N • Pha ch dd chun “th cp”: Cn pha V ml dd có nng C hay N - Tính lưng hóa cht cn dùng m hay V - Ly lưng hóa cht trên dư 5 -10 so vi lưng tính toán cân hay dùng ng ong th tích. Hòa tan trong VL nưc ct. - Chun dung dch va pha ch bng dung dch chun gc thích hp - Pha loãng dung dch va pha ch ưc dung dch có nng ú ng như ã yêu cu slide 25: Pha chế dung dịch chuẩn a Pha t cht gc b Pha t ng chun slide 26: Một số dụng cụ thông dụng trong hóa phân tích slide 27: Một số dụng cụ thông dụng trong hóa phân tích Các loại pipet slide 28: Câu hi và Bài tp 1/ Các cht nào sau ây hông phi cht gc aOH a 2 CO 3 .10H 2 O H 2 C 2 O 4 .2H 2 O KMnO 4 AgO 3 K 2 Cr 2 O 7 I 2 FeH 4 2 SO 4 .6H 2 O a 2 S 2 O 3 .5H 2 O a 2 B 4 O 7 .10H 2 O H 4 OH c HCl c Gii thích. 2/ Tính ương lưng ca các cht tham gia các phn ng sau : a H 3 PO 4 + 2KOH K 2 HPO 4 + 2H 2 O b B 4 O 7 2- + 2H + + 5H 2 O 4H 3 BO 3 c CaCl 2 + a 2 HPO 4 CaHPO 4 + 2aCl d 3CaO 3 2 + 2a 3 PO 4 Ca 3 PO 4 2 + 6aO 3 e 2MnO 4 - + 5Sn 2+ + 16H + 2Mn 2+ + 5Sn 4+ + 8H 2 O slide 29: 3/ Các chất nào sau đây không phải chất gốc NaOH Na 2 CO 3 .10H 2 O H 2 C 2 O 4 .2H 2 O KMnO 4 AgNO 3 K 2 Cr 2 O 7 I 2 FeNH 4 2 SO 4 .6H 2 O Na 2 S 2 O 3 .5H 2 O Na 2 B 4 O 7 .10H 2 O NH 4 OH đặc HCl đặc Giải thích. 2/ Tính đương lượng của các chất tham gia các phản ứng sau : a H 3 PO 4 + 2KOH K 2 HPO 4 + 2H 2 O b B 4 O 7 2- + 2H + + 5H 2 O 4H 3 BO 3 c CaCl 2 + Na 2 HPO 4 CaHPO 4 + 2NaCl d 3CaNO 3 2 + 2Na 3 PO 4 Ca 3 PO 4 2 + 6NaNO 3 e 2MnO 4 - + 5Sn 2+ + 16H + 2Mn 2+ + 5Sn 4+ + 8H 2 O slide 30: 3/ Hòa tan 29375 g CuNO 3 2 tinh khiết vào 1000 ml HNO 3 1w/v. Sau đó lấy 10 ml dung dịch Cu 2+ thu được pha loãng và định mức bằng nước cất lên đến 250 ml. Tính nồng độ mol w/v và ppm w/v của Cu 2+ trong dung dịch sau cùng. Cho: Cu 64 N 14 O 16. 4/ a Hãy pha chế 500ml dung dịch NaOH 10 w/w từ NaOH rắn biết rằng dung dịch này có khối lượng riêng d 1115. b Từ dung dịch NaOH 10 w/w nói trên hãy pha chế 250 ml NaOH 5 w/w. slide 31: 5/ Hãy pha chế 500 ml dung dịch H 2 SO 4 20w/w từ dung dịch H 2 SO 4 đặc 98w/w có d 184 g/ml. Tính nồng độ mol của dung dịch vừa pha chế. Cho: H 2 SO 4 9808 6/ Trình bày cách pha chế 500 ml NH 4 OH 4 M từ dung dịch NH 4 OH đặc thương mại 25 d 091 g/ml. Dung dịch NH 4 OH thu được có nồng độ đúng bằng 4 M hay không Tại sao slide 32: 7/ a Cần cân bao nhiêu gam KH 2 PO 4 tinh khiết phân tích M 13609 để pha chế 1000 ml dung dịch chuẩn gốc có nồng độ 50 ppm Phosphore b Tính thể tích dung dịch chuẩn gốc P nói trên cần lấy để pha chế 10000 ml dung dịch chuẩn P có nồng độ lần lượt là 10 50 và 10 ppm. Cho: P 31 8/ a Trình bày cách pha chế 250 ml dd Na 2 B 4 O 7 001 N từ Na 2 B 4 O 7 .10H 2 O M 381374. Biết rằng dung dịch này dùng để chuẩn độ HCl theo phản ứng: B4O 7 2- + 2H + H 2 B 4 O 7 b Từ dung dịch trên hãy pha chế 250 ml dung dịch Na 2 B 4 O 7 125.10 – 3 M. Tính pB 4 O 7 và ppmB 4 O 7 của dung dịch thu được. slide 33: 1.5.2. Tính pH dung dch acid – baz : 1.5.2.1. Acid - baz theo quan im Brönstedt : Acid : cho H + Baz : nhn H + A H + + B A/B : cp acid – baz liên hp Phn ng trao i proton : A 1 + B 2 B 1 + A 2 1.5.2.2. Hng s acid K a – Hng s baz K b – Quan h gia K a và K b ca mt cp acid-baz liên hp : Hng s acid : A H + + B Hng s baz : B + HOH A + OH - i vi 1 cp acid-baz liên hp : K a .K b 10 -14 hay : pK a + pK b 14 const A B H K a + . const B A OH K b − . slide 34: 1.5.2.2. Tính pH ca mt s dung dch acid – baz : aDung dch acid mnh hay baz mnh : • Dung dch acid mnh : HA C a pH - lg C a k: C a ≥ 10 – 6 M • Dung dch baz mnh : BOH C b pH 14 + lg C b k: C b ≥ 10 – 6 M b Dung dch ơn acid yu hay ơn bay yu : • Dung dch ơn acid yu C a K a : k: C a ≥10 -6 M 10 -3 ≥ K a ≥10 -10 Dung dch ơn baz yu C b K b : k: C b ≥10 -6 M 10 -3 ≥ K b ≥10 -10 a a K C H . + b b K C OH . − slide 35: c Dung dch m : Thành phn : acid yu + baz yu liên hp Tính cht : pH dung dch m ít thay i khi : - thêm acid mnh hay baz mnh vi lưng không ln - pha loãng ng dng : to ra môi trưng có pH n nh thích hp cho phn ng xy ra Công thc tính pH : Dd m gm HA C a K a + A - C b hay : Bài tp : 10 mL CH 3 COOH 02 M + 30 mL CH 3 COONa 01 M. Tính pH dung dch thu ưc. Cho: pK CH3COOH 475 b a a C C K H . +         − b a a C C pK pH lg slide 36: d Hn hp acid yu và baz yu không liên hp : HA 1 C a + NaA 2 C b K HA1 : hng s acid ca HA 1 K HA2 : hng s acid ca HA 2 Ch xét trưng hp : C a C b Khi ó : Bài tp : Tính pH ca các dung dch sau : a NH 4 Cl 001 M + HCOONa 001 M Cho : pK NH4OH 475 pK HCOOH 374 b NaHCO 3 01 M H 2 CO 3 có : pK a1 635 pK a2 1034 2 1 2 1 HA HA pK pK pH + slide 37: e Dung dch a acid yu a baz yu và mui ca chúng : • Dung dch a acid yu : Cho a acid yu H n A C 0 K a1 K a2 … K an Nu K a1 K a2 … K an thì : • Dung dch a baz yu : Cho a baz yu BOH n C 0 K b1 K b2 … K bn Nu K b1 K b2 … K bn thì : 1 0 . a K C H + 1 0 . b K C OH − slide 38: • Dung dch mui ca a acid yu : Mui acid : áp dng công thc Ví d : Tính pH ca các dung dch : a NaH 2 PO 4 01 M b Na 2 HPO 4 01 M Cho : H 2 PO 4 có pK a1 212 pK a2 721 pK a3 1236 Gii : apH ½ pK a1 + pK a2 467 bpH ½ pK a2 + pK a3 979 2 1 2 1 HA HA pK pK pH + slide 39: Mui trung hòa : Ví d : Tính pH ca dung dch Na 2 CO 3 001 M. Cho bit : H 2 CO 3 có : pK a1 635 pK a2 1034 Gii : Na 2 CO 3 2 Na + + CO 3 2- CO 3 2– + HOH HCO 3 – + OH – HCO 3 – + HOH H 2 CO 3 + OH – Na 2 CO 3 là a baz yu. Mt khác : pK b1 14 – pK a2 364 pK b2 14 – pK a1 765 K b1 K b2 pH 1117 83 2 66 3 2 1 0 10 10 . 10 . − − − − b K C OH slide 40: 2.1. I CƯƠG V PHƯƠG PHÁP PHÂ TÍCH TH TÍCH 2.1.1. guyên tc phương pháp : Xác nh nng cu t X trong dung dch phân tích bng cách o th tích dung dch chu n R cn dùng phn ng va vi mt th tích chính xác ca dung dch X : a X + b R c P + d Q 2.1.2. 2.1.2. Ti Ti n n h h à à nh nh : : Nh t t dung dch chu n R ưc cha trong burette vào mt th tích chính xác V X ml ca dung dch phân tích X cha trong bình nón n lúc R phn ng va vi X . . Chương 2. PHƯƠG PHÁP PHÂ TÍCH TH TÍCH slide 42: 2.1.3. Mt s thut ng : Quá trình chu n quá trình nh phân : quá trình thêm dn dung dch chu n R vào dung dch phân tích X im tương ương T : thi im mà lưng dung dch chu n R nh vào tương ương vi lưng dung dch X em chu n : n R n X V R N R V x N X im cui C : thi im kt thúc chu n Mc nh phân F : là t s gia lưng dung dch X ã ưc chu n và lưng dung dch X em chu n X X R R V V F F 1 : ti T F 1 : trưc T F 1 : sau T slide 43: 2.1.4. Sai s im cui SSC : a nh nghĩa : SSC là sai s gây ra do C ca quá trình chun không trùng vi T. Quy ưc : - Kt thúc chun trưc T : S 0 - Kt thúc chun sau T : S 0 b Công thc chung tính SSC : hay : S F-1.100 Ví d : F 09 S -10 chun thiu 10 F 12 S +20 chun tha 20 1 − − F V V V S x X x X R R slide 44: 2.1.5. ưng chun : là ưng biu din s bin thiên nng ca mt cu t nào ó trong phn ng chun theo lưng dung dch chun thêm vào. Ví d : Phn ng chun a X + b R c P + d Q K cb -Trc tung : biu din nng hay hàm p ca X hay R : pX - lgX - Trc hoành : biu din th tích V R hay mc nh phân F 0 0.5 1 1.5 2 F p X ĐTĐ pX đp slide 45: c im ca ưng chun : - Có bưc nhy khi qua T. Quy ưc : Bưc nhy pX p là khong giá tr pX ng vi s thay i giá tr F t 0999 n 1001. - Bưc nhy càng ngn phát hin T càng khó chính xác sai s phương pháp phân tích càng ln - Bưc nhy ca ưng chun ph thuc các yu t sau: N x N R : Nx N R càng nhỏ pX đp càng nhỏ K cb : K cb càng nhỏ pX đp càng nhỏ pX p ≈ 0 không chun ưc bng phương pháp hóa hc slide 46: 2.17. Các cách phát hin T : - Phương pháp hóa hc : dùng cht ch th - Phương pháp hóa lý : theo dõi s thay i cưng mt i lưng vt lý nào ó pH th oxy hóa kh cưng màu… ca dung dch phân tích trong quá trình chun V T V R A 0 slide 47: 2.1.8. Yêu cu i vi phn ng chun : a X + b R c P + d Q K cb - mang tính nh lưng : xy ra hoàn toàn K cb ≥ 10 8 - xy ra theo mt t l hp thc nht nh - nhanh - chn lc - có cách nhn ra T 2.1.9. Phân loi các phương pháp phân tích th tích : da theo bn cht ca phn ng chun - Chun acid – baz - Chun phc cht - Chun kt ta - Chun oxy hóa – kh slide 48: 2.1.10. Các cách chuẩn độ - Cách tính kết quả phân tích : a Chuẩn độ trực tiếp : - Nguyên tắc : Thêm dần dung dịch chuẩn R vào dung dịch phân tích X đến lúc chỉ thị chuyển màu. X + R P + - Tính kết quả : n X n R V x .N x V R .N R - Mẫu rắn : a g mẫu V 0 ml dung dịch X lấy V x ml dung dịch X phân tích tiêu tốn V R ml N R - Mẫu lỏng : V pt ml mẫu V 0 ml dung dịch X lấy Vx ml dung dịch X phân tích tiêu tốn V R ml N R X R R x V V . a V V V w w X X X R R 100 . . . 1000 . / 0 slide 49: b Chuẩn độ ngược : Nguyên tắc : - Thêm một lượng dư chính xác dung dịch chuẩn R 1 vào dung dịch phân tích X : X + R 1 P 1 + 1 - Chuẩn độ lượng R 1 còn dư bằng dung dịch chuẩn R 2 : R 1 + R 2 P 2 + 2 Tính kết quả : n X n R1 – n R2 V x .N x V R1. N R1 – V R2 . N R2 - Mẫu rắn : a g mẫu V 0 ml dung dịch X phân tích Vx ml dung dịch X tiêu tốn : R 1 V R1 N R1 R 2 V R2 N R2 - Mẫu lỏng : X R R R R x V V V 2 2 1 1 . . − a V V V V w w X X X R R R R 100 . . . 1000 . . / 0 2 2 1 1 − slide 50: c Chuẩn độ thay thế chuẩn độ đẩy : Nguyên tắc : - Thêm một lượng dư dung dịch MY vào dung dịch phân tích X sao cho xảy ra phản ứng thay thế : X + MY MX + Y iu kin xy ra phn ng : MX phi bn hơn MY - Chuẩn độ lượng Y sinh ra bằng dung dịch chuẩn R thích hợp : Y + R P + Tính kết quả : n X n y n R Công thức tính giống trường hợp chuẩn độ trực tiếp slide 51: d Chuẩn độ gián tiếp : Nguyên tắc : - Cấu tử X trong mẫu phân tích được chuyển thành một hợp chất có công thức phân tử xác định XP trong đó có chứa một cấu tử v í dụ : có thể chuẩn độ được: X + P XP -Phân hủy / hòa tan hoàn toàn hợp chất thu được : XP XP + - Chuẩn độ lượng cấu tử sinh ra bằng dung dịch chuẩn R : + R U + Z Tính kết quả : n X n XP n n R Công thức tính giống trường hợp chuẩn độ trực tiếp slide 52: 2.2. PHƯƠG PHÁP CHU ACID - BAZ 2.2.1. Nguyên tc phương pháp : da trên vic s dng phn ng trung hòa : A 1 + B 2 B 1 + A 2 Kh năng ng dng : chu n acid baz mt s mui mt s hp cht khác không có tính acid- baz 2.2.2. ưng chu n acid – baz : biu din s thay i ca pH dung dch phân tích trong quá trình chu n pH f F Chương 2. PHƯƠG PHÁP PHÂ TÍCH TH TÍCH tt slide 53: 2.2.3. Cách nhận ra ĐTĐ trong chuẩn độ acid – baz : dùng chỉ thị acid – baz. Khái niệm : Chỉ thị acid – baz là thuốc nhuộm hữu cơ có tính acid hay baz yếu trong đó màu sắc của dạng acid HInd và dạng baz liên hợp Ind - khác nhau. HInd H + + Ind - Màu sắc của chỉ thị acid-baz theo pH : do chuyển dịch cân bằng phân ly của chỉ thị. Ví dụ : Metyl da cam . HInd Ind H K HInd − + slide 54: Các đặc trưng của chỉ thị acid baz : Khoảng pH chuyển màu : Chỉ thị thay đổi màu sắc rõ rệt trong một khoảng pH hẹp xác định như sau : pH cmHInd ≈ pK HInd ± 1 slide 55: Sự thay đổi màu sắc của một số chỉ thị acid – baz slide 56: Chỉ số định phân của chỉ thị acid – baz ký hiệu : pT : là giá trị pH tại đó ta quan sát thấy chỉ thị chuyển màu rõ rệt nhất pT pH kết thúc chuẩn độ pT≈ ≈ ≈ ≈ pK HInd ≈ ≈ ≈ ≈ ½ pH 1 + pH 2 Đặc trưng của một số chỉ thị acid-baz thông dụng 106 94 Xanh Không màu Thymolphtalein 96 80 Hồng Không màu Phenolphtalein 80 64 Đỏ Vàng Phenol đỏ 62 44 Vàng Đỏ Metyl đỏ 56 40 Xanh Vàng Bromocresol xanh 52 37 Tím Vàng Alizarin S 41 31 Vàng Đỏ Metyl da cam pH 2 pH 1 Baz Acid pH cmHInd Màu sắc Chỉ thị slide 57: 2.2.4. Các trường hợp chuẩn độ acid-baz : a Chuẩn độ acid mạnh bằng baz mạnh : Chuẩn độ V 0 mL acid mạnh HA C 0 bằng NaOH C HA + NaOH NaA + H 2 O Mức độ định phân : F CV / C 0 V 0 Công thức tính pH trong quá trình chuẩn độ : F 1 pH 7 F 1 0 F 1 pH - lgC 0 F 0 V V V C F OH + − − 0 0 0 1 V V V C F H + − + 0 0 0 1 slide 58: Ví dụ : Vẽ đường định phân khi chuẩn độ 100 ml dung dịch HCl 01 M bằng NaOH 01 M Giải : 123 15 150 117 11 110 107 101 101 97 1001 1001 7 1 100 43 0999 999 33 099 99 23 09 90 15 05 50 1 0 0 pH F V NaOH ml 0 2 4 6 8 10 12 14 0 0.5 1 1.5 2 F pH Δ Δ Δ ΔpH p 43- 97 slide 59: Bưc nhy pH ca ưng chun acid –baz pH p : là khong pH ng vi F 0999 ÷ 1001 Khi chun acid mnh bng baz mnh thì pH p ph thuc C 0 và C : C 0 C càng nh pH p càng bé C 0 và C 10 -4 M pH p ≈ 0 không nhn ra ưc T Nguyên tc chn ch th acid –baz : sai s ch th không quá 01 cn chn ch th có : pT≈ ≈ ≈ ≈ pH T hay: pT∈ ∈ ∈ ∈ pH p hay : pH cmHInd ∈ ∈ ∈ ∈ pH p Câu hi : Chn ch th nào khi chun HCl bng NaOH slide 60: b Chuẩn độ baz mạnh bằng acid mạnh : Chuẩn độ V 0 mL baz mạnh BOH C 0 bằng HCl C BOH + HCl BCl + H 2 O Mức độ định phân : F CV / C 0 V 0 Công thức tính pH trong quá trình chuẩn độ : F 1 pH 7 F 1 0 F 1 pH 14 + lgC 0 F 0 V V V C F H + − + 0 0 0 1 V V V C F OH + − − 0 0 0 1 slide 61: ưng chun baz mnh bng acid mnh - hn ch th slide 62: c Chuẩn độ đơn acid yếu bằng baz mạnh : Chuẩn độ V 0 mL đơn acid yếu HA C 0 K a bằng NaOH C HA + NaOH NaA + H 2 Ol Mức độ định phân : F CV / C 0 V 0 Công thức tính pH trong quá trình chuẩn độ : F 1 F 1 0 F 1 F 0 V V V C F OH + − − 0 0 0 1 F F K H a 1 − + a K C H . 0 +         + − C C C C K K OH a O H 0 0 2 slide 63: Ví dụ : Vẽ đường định phân khi chuẩn độ 100 ml dung dịch CH 3 COOH 01 M bằng NaOH 01 M. Cho : pK CH3COOH 475 Giải : 1230 15 150 1168 11 110 1070 1.01 101 970 1001 1001 872 1 100 775 0999 999 675 099 99 570 09 90 475 05 50 288 0 0 pH F V NaOH ml 0 2 4 6 8 10 12 14 0 0.5 1 1.5 2 F pH Δ Δ Δ ΔpH p 775- 970 slide 64: Lưu ý : Khi chun ơn acid yu bng baz mnh thì : - pH T 7 nên chn ch th có pT 7 - pH p ph thuc vào : C 0 và C : C 0 C càng nh pH p càng bé K a : K a càng nh pH p càng bé C 0 và C 10 – 4 M hay : K a 10 – 9 pH p ≈ 0 không nhn ra ưc T Câu hi : 1/ So sánh pH p khi chun HCl HCOOH và CH 3 COOH có cùng nng . Cho : pK HCOOH 374 pK CH3COOH 475 2/ Chn ch th nào khi chun CH 3 COOH bng NaOH slide 65: d Chuẩn độ đơn baz yếu bằng acid mạnh : Chuẩn độ V 0 mL đơn baz yếu NaA C 0 K b bằng HCl C NaA + HCl HA + NaCl Mức độ định phân : F CV / C 0 V 0 Công thức tính pH trong quá trình chuẩn độ : F 1 F 1 0 F 1 F 0 V V V C F H + − + 0 0 0 1 F F K H a − + 1 b K C OH . 0 −         + + C C C C K K H b O H 0 0 2 slide 66: Ví dụ : Vẽ đường định phân khi chuẩn độ 100 ml dung dịch NH 4 OH 01 M bằng HCl 01 M. Cho : pK NH4OH 475 Giải : 152 15 150 228 11 110 330 1.01 101 430 1001 1001 528 1 100 625 0999 999 725 099 99 830 09 90 925 05 50 1113 0 0 pH F V NaOH ml 0 2 4 6 8 1 0 1 2 0 0 .5 1 1 .5 2 F p H Δ Δ Δ ΔpH p 625- 430 slide 67: Lưu ý : Khi chun baz yu bng acid mnh thì : - pH T 7 nên chn ch th có pT 7 - pH p ph thuc vào : C 0 và C : C 0 C càng nh pH p càng bé K b : K b càng nh pH p càng bé C 0 và C 10 – 4 M hay : K b 10 – 9 pH p ≈ 0 không nhn ra ưc T Câu hi : 1/ Có chun ưc CH 3 COONa không 2/ Chn ch th nào khi chun NH 4 OH bng HCl slide 68: Bài tp : 1/ Cn chn ch th có pT bng bao nhiêu sai s ch th ca các phép chun sau không vưt quá 01 : a HCl 001 M bng KOH 001 M b HCOOH 001 M bng KOH 001 M. Cho pK HCOOH 374 c KCN 001 M bng HCl 001 M. Cho pK HCN 921 2/ Chun NH 4 OH 001 M bng HCl 001 M. a Tính pH T ca phép chun . b Dùng ch th nào sau ây s mc sai s ch th nh nht : Metyl pT 5 Phenol pT 7 Phenolphtalein pT 9 Cho : pK NH4OH 475 slide 69: e Chun a acid yu bng baz mnh : Chun V 0 mL a acid yu H 3 A C 0 K a1 K a2 K a3 bng NaOH C. Gi thit : K a1 K a2 K a3 Phn ng chun : Nc 1 : H 3 A + NaOH NaH 2 A + H 2 O Nc 2 : NaH 2 A + NaOH Na 2 HA + H 2 O Nc 3 : Na 2 HA + NaOH Na 2 A + H 2 O Gi V là th tích NaOH ml nh vào thi im nào ó trong quá trình chun Mc nh phân : F CV / C 0 V 0 ưng chun có 3 T : T 1 F 1 T 2 F 2 T 3 F 3 slide 70: Tính pH các T : âu hi : Có th nhn ra ưc tt c các T ca quá trình chun không         + − C C C C K K OH a O H 0 0 3 2 3 Công thức tính pH Bản chất dung dịch F Thời điểm Muối trung hòa Na 3 A Đa baz yếu 3 ĐTĐ 3 pH ½ pKa 2 + pKa 3 Muối acid Na 2 HA 2 ĐTĐ 2 pH ½ pKa 1 + pKa 2 Muối acid NaH 2 A 1 ĐTĐ 1 slide 71: Tr li : Ch nhn ra ưc T i nu có bưc nhy pH Ti iu kin có bưc nhy các T khi chun a acid yu H n A K a1 K a2 …. K an : có bưc nhy pH Ti vi : i 1 ÷ n – 1 : và : K ai ≥ 10 – 9 có bưc nhy pH Tn : K an ≥ 10 – 9 4 1 10 ≥ + i a i a K K slide 72: Ví d : Hãy phác ha ưng nh phân ca phép chun dung dch H 3 PO 4 01 M bng NaOH 01 M. Cho bit : H 3 PO 4 có pK a1 212 pK a2 721 pK a3 1236 Gii : • Tính pH các T : T 1 : pH T1 ½212 + 721 467 T 2 : pH T2 ½721 + 1236 979 T 3 : pH T3 1238 • ưng chun có my bưc nhy Ch có 2 bưc nhy u tiên pH T1 và pH T2 không có bưc nhy pH T3 62 1 1 1 1 1 36 12 14 10 10 10 . 3 10 . 10 10 10 − − − − − − − −         + OH slide 73: Dng ưng chun H 3 PO 4 bng NaOH : 0 2 4 6 8 10 12 14 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 F pH Metyl cam pH ĐTĐ1 467 Metyl đỏ Bromocresol xanh pH ĐTĐ2 979 Phenolphtalein Thymolphtalein Không nhận ra được ĐTĐ 3 slide 74: Bài tp : a Chun 2000 mL dung dch H 3 PO 4 bng NaOH 01 M vi ch th Metyl da cam thì tiêu tn ht 1740 ml NaOH. Cho bit s thay i màu sc dung dch T và tính nng H 3 PO 4 trong dung dch. b Câu hi tương t nu chun vi ch th Phenolphatalein. Gii : a Chun vi Metyl da cam : P/ng : H 3 PO 4 + NaOH NaH 2 PO 4 + H 2 O T dd chuyn t vàng N H3PO4 V NaOH .N NaOH /V H3PO4 1740.01/2000 00870 N C H3PO4 N H3PO4 00870 M b …… slide 75: f Chun a baz yu bng acid mnh : Chun V 0 mL dung dch a baz yu Na 3 A C 0 bng HCl C. Gi : K a1 K a2 K a3 là các hng s acid ca a acid yu H 3 A Gi thit : K a1 K a2 K a3 Phn ng chun : Nc 1 : Na 3 A + HCl Na 2 HA + NaCl Nc 2 : Na 2 HA + HCl NaH 2 A + NaCl Nc 3 : NaH 2 A + HCl H 3 A + NaCl Gi V là th tích HCl ml nh vào thi im nào ó trong quá trình chun và F là mc nh phân F CV / C 0 V 0 ưng chun có 3 T : T 1 F 1 T 2 F 2 T 3 F 3 slide 76: Tính pH các T : âu hi : Có th nhn ra ưc tt c các T ca quá trình chun không         + + C C C C K H a 0 0 1 3 Công thức tính pH Bản chất dung dịch F Thời điểm Đa acid yếu H 3 A 3 ĐTĐ 3 pH ½ pKa 1 + pKa 2 Muối acid NaH 2 A 2 ĐTĐ 2 pH ½ pKa 2 + pKa 3 Muối acid Na 2 HA 1 ĐTĐ 1 slide 77: Tr li : Không phi luôn luôn nhn ra ưc tt c các T. iu kin có bưc nhy các T khi chun a baz yu Na n A K b1 K b2 …. K bn : có bưc nhy pH Ti vi : i 1 ÷ n – 1 : và : K bi ≥ 10 – 9 có bưc nhy pH Tn : K bn ≥ 10 – 9 4 1 10 ≥ + i b i b K K slide 78: Ví d : Hãy phác ha ưng nh phân ca phép chun dung dch Na 2 CO 3 01 M bng HCl 01 M. Cho bit : H 2 CO 3 có pK a1 635 pK a2 1032 Gii : • Tính pH các T : T 1 : pH T1 ½635 + 1032 834 T 2 : pH T2 391 ưng chun có my bưc nhy Có 2 bưc nhy pH T1 và pH T2 91 3 1 1 1 1 35 6 10 10 10 . 2 10 . 10 10 − − − − − − +         + H slide 79: Dng ưng chun Na 2 CO 3 bng HCl : 0 2 4 6 8 10 12 14 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 F pH pH ĐTĐ1 834 Phenolphtalein pH ĐTĐ2 391 Metyl da cam Bromocresol xanh slide 80: Bài tp a Chun 2000 mL dung dch Na 2 CO 3 bng HCl 01 M vi ch th Phenolphtalein thì tiêu tn ht 2008 ml HCl. Cho bit s thay i màu sc dung dch T và tính nng Na 2 CO 3 trong dung dch. b Câu hi tương t nu chun vi ch th Bromocresol xanh. Gii : a Chun vi Phenolphtalein : P/ng : Na 2 CO 3 + HCl NaHCO 3 + NaCl T dd chuyn t hng không màu N Na2CO3 V HCl .N HCl /V Na2CO3 2008.01/2000 01004 N C H3PO4 N H3PO4 01004 M b …… slide 81: Bài tp 1 Ly 2000 mL dung dch hn hp NaOH + Na 2 CO 3 cho vào bình nón. - Thêm vài git Phenolphtalein ri chun bng HCl 01 N n khi dung dch mt màu hng thì tiêu tn ht 3248 ml HCl. - Thêm vài git Metyl da cam vào dung dch trên ri chun tip tc n lúc dung dch chuyn t vàng sang cam thì ht 1026 ml HCl 01 N. a Vit các p/ xy ra trong quá trình chun . b Tính nng NaOH và Na 2 CO 3 trong hn hp phân tích. slide 82: Giải : a Phản ứng chuẩn độ : DD mất màu hồng 1 : NaOH + HCl NaCl + H 2 O Na 2 CO 3 + HCl NaHCO 3 + NaCl DD từ vàng đỏ cam 2 : NaHCO 3 + HCl H 2 O + CO 2 + NaCl b VN Na2CO3 VN HCl 2 VN NaOH V HCl 1 – V HCl 2 .N HCl V V pt HCl CO a 0513 0 00 20 1 0 . 26 10 . 2 3 2 V V V pt HCl HCl HCl aOH 1111 0 00 20 1 0 . 26 10 48 30 . 2 1 − − slide 83: Bài tp t gii : 1/ Ly 2000 mL dd hn hp HCl + H 3 PO 4 cho vào bình nón. - Thêm vài git Metyl da cam ri chun bng NaOH 01 N n khi dung dch chuyn t vàng sang cam thì tiêu tn ht 2516 ml NaOH. - Thêm vài git Phenolphtalein vào dung dch trên ri chun tip tc n lúc dung dch chuyn t vàng sang cam thì ht 1026 ml NaOH 01 N. a Vit các p/ xy ra trong quá trình chun . b Tính nng mol ca HCl và H 3 PO 4 trong hn hp phân tích. áp s : H3PO4 00513 N Hl 00745 N 2/ xut phương pháp chun dd hn hp X và Y. slide 84: 2.2.5. Vài ứng dụng của phương pháp chuẩn độ acid –baz trong phân tích môi trường a Xác định độ acid : Khái niệm : Độ acid của nước chia làm 3 loại Độ acid khoáng: do các acid mạnh H + gây ra pH 45 Độ acid do CO 2 hòa tan : do CO 2 hoà tan H 2 CO 3 HCO 3 - pH 45 – 83 • Độ acid tổng cộng : do acid mạnh và CO 2 hòa tan gây ra gồm H + H 2 CO 3 HCO 3 - pH 45 slide 85: • Phương pháp xác định : - Độ acid khoáng : chuẩn độ bằng NaOH với chỉ thị metyl da cam - Độ acid tổng cộng : chuẩn độ bằng NaOH với chỉ thị phenolphtalein - Độ acid do CO 2 hòa tan Độ acid tổng cộng - Độ acid khoáng - Tính kết quả : quy về ppm CaCO 3 mgCaCO 3 /lit 1000 . . 3 CaCO pt aOH V V Acidity Ghi chú : Thông thường lấy V pt 100 ml N NaOH 002 N slide 86: b Xác định độ kiềm của nước : Khái niệm: Độ kiềm của nước được gây ra bởi các ion OH - CO 3 2- HCO 3 - SiO 3 2- PO 4 3- NH 3 S 2- và một số hợp chất hữu cơ có tính baz. Độ kiềm của nước tự nhiên chủ yếu là do OH – CO 3 2 – HCO 3 – Độ kiềm chia làm 2 loại Độ kiềm phenolphtaléin Độ kiềm tổng cộng slide 87: • Phương pháp xác định : - Độ kiềm phenolphtalein: chuẩn độ bằng H 2 SO 4 với chỉ thị phenolphtalein -Độ kiềm tổng cộng : chuẩn độ bằng H 2 SO 4 với chỉ thị metyl da cam - Tính kết quả : quy về ppm CaCO 3 1000 . . 3 4 2 CaCO pt SO H V V Alkalinity Ghi chú : Thông thường lấy V pt 100 ml N H2SO4 00220 N slide 88: c Xác định N tổng số pp Kjeldahl : Nguyên tắc : Mu trm tích/bùn/nưc NH 4 2 SO 4 + SO 2 ↑ +H 2 O NH 4 2 SO 4 + 2NaOH 2NH 3 ↑ + Na 2 SO 4 + 2H 2 O NH 3 + H 3 BO 3 NH 4 + + H 2 BO 3 – H + + H 2 BO 3 – H 3 BO 3 Chỉ thị Tashiro Metyl đỏ + Xanh Metylen ĐTĐ : dd chuyển từ lục tím Tính kết quả : xt t conc SO H hóa VC . 0 4 2 → −− − − − 1000 . . 4 2 pt SO H V V ppm slide 90: Kjeldahl digestor and distillator slide 91: Bài tập : 1/ Một mẫu nước thải có pH 59. Chuẩn độ 100 ml mẫu nước này với chỉ thị phenolphtalein thì hết 725 ml NaOH 002 N. Viết các phương trình phản ứng có thể xảy ra và tính độ acid tổng cộng của mẫu nước phân tích. 2/ Một mẫu nước có pH 7 – 8. Chuẩn độ 100 ml mẫu nước này với chỉ thị metyl da cam thì hết 576 ml H 2 SO 4 0022 N. Viết phương trình phản ứng có thể xảy ra và tính độ kiềm tổng cộng của mẫu nước phân tích slide 92: 2.3. PHƯƠG PHÁP CHU PHC CHT 2.3.1. Nguyên t c phương pháp : da trên vic s dng phn ng to phc : M + p L ML p 2.3.2. Phân loại các phương pháp chuẩn độ phức chất : a Phương pháp chuẩn độ bạc : Ag + + 2 CN - AgCN 2 - b Phương pháp chuẩn độ thủy ngân II : Hg 2+ + 2 X - HgX 2 X - Cl - Br - c Phương pháp chuẩn độ complexon : M n+ + Complexon Complexonat kim loại slide 93: Phức chất Phối tử ligand Ion kim loại d f ion trung tâm + Liên kết phối trí Phức CuH 2 O 6 2+ Phức CuC 4 H 4 O 6 2 2- Phản ứng tạo phức : Ion trung tâm : có orbital d hay f trống Phối tử : có cặp electron không phân chia H 2 O NH 3 X - C 4 H 4 O 6 2 C 2 O 4 2- EDTA Số phối trí : số liên kết phối trí tạo bởi ion trung tâm với phối tử slide 94: Hằng số bền của phức chất hằng số tạo phức : Phức một phối tử : M + L ML Hằng số bền : Phức nhiều phối tử : M + nL ML n Hằng số bền nấc thứ i i 1 n : Hằng số bền tổng cộng : β càng lớn phức càng bền L M ML ML β 1 L ML ML i i i − β n n n n L M ML ... . 2 1 1 β β β β slide 95: 2.3.3. Phương pháp chuẩn độ complexon a Giới thiệu về complexon : Complexon nhóm thuốc thử hữu cơ dẫn xuất của acid amino polycarboxylic • Complexon I Chelaton I : nitrilo-triacetic acid NTA N CH 2 -COOH CH 2 -COOH CH 2 -COOH slide 96: Complexon II Chelaton A Trilon A : etylen diamin tetraacetic acid EDTA ký hiệu H 4 Y là phối tử có 6 càng Complexon III Chelaton A Trilon B : muối dinatri của EDTA ký hiệu : Na 2 Y là complexon thông dụng nhất do có khả năng tạo phức với hầu hết ion kim loại C H 2 C H 2 N N C H 2 - C O O N a C H 2 - C O O H H O O C - C H 2 N a O O C - C H 2 N N C H 2 C O O H C H 2 C O O H H O O C - C H 2 H O O C - C H 2 Complexon IV : DCTA acid trans-12-diamino-cyclohexan- tetraacetic slide 97: b Đặc điểm của tương tác giữa Me n+ với EDTA : Phản ứng luôn luôn theo tỷ lệ 1-1 bất kể điện tích ion kim loại : Na 2 H 2 Y 2 Na + + H 2 Y 2 – Me n+ + H 2 Y 2- MeY n - 4 + 2 H + ∀n và : 2 Me Me A 2 EDTA EDTA M slide 98: • pH ảnh hưởng rất lớn đến độ bền của complexonat : pH tối thiểu để chuẩn độ Me n+ - Complexonat của Me + và Me 2+ bền hơn trong môi trường kiềm. MeY bị phân hủy trong mt acid : MeY n-4 + 4 H + Me n+ + H 4 Y - Complexonat của Me 3+ và Me 4+ bền hơn trong môi trường acid. MeY bị phân hủy trong môi trường trung tính - kiềm : MeY n-4 + xOH - MeOH x n+ + Y 4- slide 99: c Đường chuẩn độ complexon : pM f V EDTA hay : pM f F Bước nhảy pM đp phụ thuộc vào nồng độ ion kim loại và EDTA pH môi trường và hằng số bền của phức MeY n-4 slide 100: • Các biện pháp nâng cao tính chọn lọc của phản ứng chuẩn độ complexon - Chuẩn độ ở pH thích hợp : điều chỉnh pH môi trường complexonat của ion kl cần chuẩn độ bền nhất nhưng complexonat của ion cản kém bền - Che ion cản - Kết tủa ion cản Câu hỏi : 1/ Tại sao việc chuẩn độ Ca 2+ khi có mặt Mg 2+ cần thực hiện trong môi trường pH 12 2/ Cách loại bỏ ảnh hưởng của các ion kim loại nặng Cu 2+ Co 2+ Ni 2+ ... khi chuẩn độ Ca 2+ Mg 2+ ở pH 9 -10 slide 101: d Chỉ thị dùng trong chuẩn độ complexon : là chỉ thị màu kim loại CTMKL. Trên 200 thuốc thử hữu cơ được dùng làm CTMKL. CTMKL có những đặc tính sau : - tạo phức màu với ion kim loại - là chỉ thị acid-baz acid hay baz hữu cơ yếu ký hiệu HInd màu sắc thay đổi theo pH dung dịch slide 102: Quá trình xảy ra khi chuẩn độ ion Me n+ bằng EDTA với chỉ thị HInd : - Cho HInd vào dd Me n+ : Me n+ + HInd MeInd + H + Trong qt chuẩn độ : Me n+ + H 2 Y 2- MeY n-4 + 2H + Cuối qt chuẩn độ : MeInd + H 2 Y 2- MeY n-4 + HInd + H + Ở ĐTĐ dd chuyển từ màu MeInd sang màu HInd Điều kiện để chỉ thị chuyển màu rõ ở ĐTĐ : • Phức MeY bền hơn nhiều so với phức MeInd : 10 4 β MeInd 10 - 2 . βMeY • Chuẩn độ ở pH thích hợp sao cho màu của phức MeInd khác với màu của HInd. slide 103: Một số chỉ thị màu kim loại thông dụng : Eriochrome-T-đen NET ET-OO EBT : acid yếu 3 nấc H 3 R dùng khi chuẩn độ Mg 2+ Zn 2+ ở pH 9 -10 ĐTĐ : dd đỏ nho xanh biếc H 2 R - HR 2 - R 3 - Đỏ 64 Xanh biếc 115 Cam pH Murexide : acid yếu 4 nấc H 4 Ind dùng khi : chuẩn độ Ca 2+ ở pH 123 ĐTĐ : đỏ hồng tím xanh chuẩn độ Cu 2+ Co 2+ Ni 2+ ở pH 8 -9 ĐTĐ : vàng / cam tím đỏ H 2 R 2 - HR 3 - R 4 - Tím đỏ 92 Tím 109 Tím xanh pH slide 104: e Các cách chuẩn độ complexon : • Chuẩn độ trực tiếp : -Tiến hành : Điều chỉnh pH môi trường thích hợp thêm CTMKL chuẩn độ bằng EDTA. -Điều kiện : β MeY 10 8 và có chỉ thị thích hợp - Ứng dụng : chuẩn trực tiếp Mg 2+ Zn 2+ pH 9 -10 với chỉ thị Eriochrom-T-đen chuẩn Co 2+ Ni 2+ Ni 2+ pH 8-9 Ca 2+ pH 12 với chỉ thị Murexid chuẩn Fe 3+ pH 2-3 với chỉ thị Acid Sulfosalysilic slide 105: • Chuẩn độ ngược : áp dụng khi ion kim loại tạo tủa hydroxid ở pH chuẩn độ ví dụ : Pb 2+ Hg 2+ Mn 2+ -Tiến hành : Thêm dd chuẩn EDTA dư chính xác vào dung dịch phân tích M 1 trong môi trường acid hay trung tính : M 1 + H 2 Y 2- M 1 Y + 2 H + Điều chỉnh pH thích hợp rồi chuẩn độ lượng EDTA còn dư bằng dd chuẩn M 2 với CTMKL phù hợp : H 2 Y 2- + M 2 M 2 Y + 2 H + - Điều kiện : β M1Y β M2Y Câu hỏi : DD chuyển màu như thế nào tại ĐTĐ slide 106: • Chuẩn độ thay thế : Áp dụng khi CTMKL tạo với ion kl M 1 cần chuẩn độ phức rất kém bền sự chuyển màu ở ĐTĐ không rõ. -Tiến hành : Thêm lượng nhỏ dd M 2 Y vào dd M 1 cần chuẩn độ có mặt HInd : M 1 + HInd M 1 Ind + H + M 2 Y + M 1 lượng nhỏ M 1 Y + M 2 đk : β M2Y β M1Y Ion M 2 được giải phóng sẽ đẩy M 1 khỏi phức M 1 Ind tạo ra phức M 2 Ind bền hơn : M 2 + M 1 Ind M 2 Ind + M 1 đk : β M1Ind β M2Ind Trong qt chuẩn độ M 1 tạo phức với bằng EDTA : M 1 + H 2 Y 2 - M 1 Y + 2 H + Ở ĐTĐ : M 2 Ind + H 2 Y 2- M 2 Y + HInd + H + Ví dụ : Chuẩn độ Ba 2+ với chỉ thị ET-OO ở pH 9 -10 thêm MgY 2- hay ZnY 2- slide 107: e Ứng dụng quan trọng của pp chuẩn độ complexon : - Chuẩn độ hầu hết cation kim loại 40 cation - Chuẩn độ một số anion theo pp chuẩn độ ngược Vd : SO 4 2- CO 3 2- : X + M dư chính xác MX ↓ M + H 2 Y 2 – MY n-4 + 2 H + - Xác định độ cứng của nước : chuẩn độ Ca 2+ + Mg 2+ bằng EDTA ở pH 9 -10 với chỉ thị ET-OO. Dùng KCN để che ion kl nặng Fe 2+ Fe 3+ Cu 2+ Ni 2+ : Mg 2+ + H 2 Y 2- MgY 2- + 2 H + Ca 2+ + H 2 Y 2- CaY 2- + 2 H + slide 108: 2.4. Phương pháp chun t ta 2.4.1. guyên tc phương pháp : da trên vic s dng phn ng kt ta : n M + m R M n R m ↓ T MnRm M n .R m 2.4.2. Các phương pháp chun t ta : - Phương pháp chu n thy ngân I : Hg 2 2+ + 2 X - Hg 2 X 2 X - Cl - Br - I - - Phương pháp chu n km : 3 Zn 2+ + 2 K 4 FeCN 6 K 2 Zn 3 FeCN 6 2 ↓ + 6 K + - Phương pháp chu n bc : ng dng nhiu nht Ag + + X - AgX↓ X - Cl - Br - I - SCN - slide 109: 2.4.3. Đường chuẩn độ bạc : pAg f F Chuẩn độ V 0 ml X - C 0 bằng AgNO 3 C Phản ứng chuẩn độ : Ag + + X - AgX↓ T AgX Ag + .X - V : ml AgNO 3 nhỏ vào F CV/C 0 V 0 Tính pAg trong quá trình chuẩn độ : F 1 F 1 0 F 1         + − + V V V C F Ag 0 0 0 . 1 AgX T X Ag − +         + − + 0 0 0 . 1 V C V V F T Ag AgX V : ml Ag + X - V 0 C 0 Ag+ C slide 110: Ví dụ : Vẽ đường định phân khi chuẩn độ 100 ml NaI 01M bằng dung dịch AgNO 3 01 M. Cho : T AgI 10 – 16 Giải : 170 15 150 232 11 110 330 101 101 430 1001 1001 800 1 1000 1170 0999 999 1270 099 99 1372 09 90 1452 05 50 pAg F V AgNO3 ml 0 4 8 12 16 0 0.5 1 1.5 2 F pAg pAg ĐTĐ 8 slide 111: Các yếu tố ảnh hưởng đến bước nhảy pAg đp : C 0 C và T AgX Sự phụ thuộc của pAg đp vào T AgX slide 112: 2.3.4. Các cách nhận ra ĐTĐ trong phép chuẩn độ bạc : a Phương pháp Mohr : Nguyên tắc : chuẩn độ trực tiếp X – với chỉ thị K 2 CrO 4 Trong qt chuẩn độ : Ag + + X - AgX↓ Khi nhỏ dư Ag + : 2 Ag + + CrO 4 2- Ag 2 CrO 4 ↓ gch ĐTĐ : vàng đục hơi đỏ gạch Lưu ý : - Chuẩn độ trong môi trường trung tính – kiềm yếu : pH ≈ 65 – 83 - Nồng độ K 2 CrO 4 trong dd chuẩn độ ≈ 5.10 – 3 M 1-2 ml K 2 CrO 4 5 cho 100 ml dd X – . - Chỉ cho phép chuẩn độ Cl – Br – không áp dụng cho I – SCN – - Ion cản : anion tạo tủa với Ag + CN – S 2 – C 2 O 4 2 – cation tạo tủa với CrO 4 2- Pb 2+ Ba 2+ slide 113: b Phương pháp Fajans : Nguyên tắc : chuẩn độ trực tiếp X - với chỉ thị hấp phụ CTHP CTHP : acid yếu hay baz yếu hữu cơ có khả năng thay đổi màu sắc khi bị hấp phụ lên bề mặt tủa mang điện tích Ví dụ : Chuẩn độ NaX bằng AgNO 3 với CTHP là HInd AgNO 3 + NaX AgX↓ + NaNO 3 HInd H + + Ind – Ind – có khả năng hấp phụ trao đổi với ion nghịch anion trong lớp điện kép của kết tủa keo AgX Trước ĐTĐ : mAgX. nX - .nNa + không xảy ra sự HPTĐ ion Dư 1 giọt AgNO 3 : mAgX.nAg + .nNO 3 - + x Ind - mAgX.nAg + .n-xNO 3 - xInd - + xNO 3 - ĐTĐ : màu của Ind - tự do màu của Ind - bị hấp phụ slide 114: Các chỉ thị hấp phụ thông dụng : • Fluorescéin : dùng để chuẩn độ Cl - Br - ở pH 65 ÷ 10 ĐTĐ : lục huỳnh quang đỏ hồng • Éosin : dùng để chuẩn độ Br - I - SCN - ở pH 2 ÷ 10 ĐTĐ : hồng đỏ thẩm Lưu ý : Để ĐTĐ chuyển màu rõ cần : - Thêm chất bảo vệ keo dd dextrin gelatin vào dd chuẩn đ ộ - Loại bỏ các ion gây keo tụ Al 3+ Fe 3+ trước khi chuẩn độ. slide 115: c Phương pháp Charpentier – Volhard : Nguyên tắc : Chuẩn độ ngược X - bằng AgNO 3 với chỉ thị Fe 3+ : Ag + dư chính xác + X - AgX↓ Ag + còn dư + SCN - AgSCN↓ Dư 1 giọt NH 4 SCN : Fe 3+ + 3 SCN - FeSCN 3 đỏ máu ĐTĐ : trắng đục / vàng đục hơi hồng Lưu ý : - Chuẩn độ trong môi trường acid HNO 3 03 M - Chuẩn độ Cl - : tránh p/ư AgCl↓ + SCN - AgSCN↓ + Cl - đun sôi tủa AgCl đông tụ tủa lọc bỏ chuẩn Ag + còn dư bao bọc hạt tủa AgCl bằng C 6 H 5 NO 2 CHCl 3 - Chuẩn độ I - : thêm chỉ thị phèn sắt III sau khi đã kết tủa hết AgI để tránh p/ứ 2 Fe 3+ + 2I – Fe 2+ + I 2 đỏ nâu slide 116: 2.5. Phương pháp chuẩn độ oxy hóa – khử 2.5.1. Nguyên tắc : dùng phản ứng oxy hóa – khử a Ox 1 + b Kh 2 c Kh 1 + d Ox 2 2.5.2. Cách nhận ra ĐTĐ : a Không dùng chỉ thị : Ox 1 hay Kh 2 có màu đậm Vd : Phép đo Permanganat dd chuẩn : KMnO 4 b Dùng chỉ thị tạo phức : Ox 1 hay Kh 2 tạo phức có màu đậm với thuốc thử R nào đó Vd : Phép đo Iod –Thiosulfat I 2 + 2 Na 2 S 2 O 3 2 NaI + Na 2 S 4 O 6 slide 117: c Dùng ch th oxy hóa-kh : Ch th oxy hóa kh : thuc th hu cơ có tính oxy hóa hay kh màu dng kh và oxy hóa liên hp khác nhau Ind ox + ne Ind kh E 0 Ind màu ca Ind ox khác vi màu ca Ind kh Các c trưng ca ch th oxy hóa – kh : -Th tiêu chun : E 0 Ind - Khong th chuyn màu : Khi : E dd E 0 Ind thì ch th chuyn màu rõ rt nht n E E Ind Ind 059 0 0 ± Δ slide 118: MT S H TH OXY HÓA – KH THÔNG DNG Màu sc 108 Không màu Tím Acid Phenylanthranilic 106 Lơ nht Ferroin 080 Không màu tím Acid Diphenylamin sulfonic 076 Không màu Tím Diphenylamin 053 Không màu Lơ m Xanh Metylen E 0 V pH 0 Ind Kh Ind ox h th slide 119: 2.5.3. Đường chuẩn độ oxy hóa – khử : Chuẩn độ Kh 1 V 0 ml N 0 bằng Ox 2 N. Xét p/ứ chuẩn độ đối xứng : a Ox 2 + b Kh 1 a Kh 2 + b Ox 1 trong đó : Kh 1 – n 1 e Ox 1 E 0 1 Ox 2 + n 2 e Kh 2 E 0 2 Đường chuẩn độ oxy hóa - khử : E f F E : th dung dch ti thi im kho sát F : mc nh phân 0 0 V V F V : ml Ox 2 Kh 1 V 0 N 0 Ox 2 N slide 120: Công thức tính E trong quá trình chuẩn độ Thời điểm F 1 F 1 0 F 1 F F n E E − + 1 lg 059 0 1 0 1 2 1 0 2 2 0 1 1 . . n n E n E n E + + 1 lg 059 0 2 0 2 − + F n E E Nguyên tắc tính thế dung dịch : tính theo cặp Ox/Kh dư trong dd Phương trình Nersnt cho các cặp Ox 1 /Kh 1 và Ox 2 /Kh 2 : lg 059 0 1 1 1 0 1 Kh Ox n E E + lg 059 0 2 2 2 0 2 Kh Ox n E E + slide 121: Ví d : Chun dd Fe 2+ 01 N bng dd KMnO 4 01 N pH 0 Cho bit : E 0 MnO4-/Mn2+ pH 0 151 V E 0 Fe 3+/Fe 2+ 077 V 148 1001 139 1000 095 0999 E V Công thức tính E F 1 lg 059 0 0 2 / 3 F F E E Fe Fe − + + + 6 . 5 . 1 0 2 / 4 0 2 / 3 + − + + + Mn MnO Fe Fe E E E 1 lg 5 059 0 0 2 / 4 − + + − F E E Mn MnO sai s chun không quá 01 thì : E kt ∈ ∈ ∈ ∈Δ Δ Δ ΔE p E kt 095 ÷ 148 V 0 .6 0 .8 1 1 .2 1 .4 1 .6 0 0 .5 1 1 .5 2 F E slide 122: 2.5.4. ng dng ca phép chun oxy hóa – kh 2.5.1. Phép o permanganat : Nguyên tc : MnO 4 - + 8 H + + 5 e Mn 2+ + 4 H 2 O E 0 151 V - Môi trưng p/ : H 2 SO 4 - Không dùng ch th T : dd tím hng ng dng : - Chun trc tip mt s cht kh Fe 2+ 2 O 4 2- H 2 O 2 NO 2 - … - Chun mt s ion M 2+ to ưc ta oxalat Ca 2+ Zn 2+ Cd 2+ Pb 2+ … : M 2+ + C 2 O 4 2- dư MC 2 O 4 ↓ MC 2 O 4 ↓ + 2 H + H 2 C 2 O 4 + M 2+ H 2 2 O 4 + MnO 4 - + H + O 2 ↑ + Mn 2+ + H 2 O t 0 70 – 80 0 C slide 123: 2.5.2. Phép đo Iod : Nguyên tắc : I 2 + 2e 2I – E 0 + 054 V Phản ứng cơ bản : I 2 + 2 Na 2 S 2 O 3 2 NaI + Na 2 S 4 O 6 Đk : pH 2 – 5 Chỉ thị : hồ tinh bột chỉ cho vào khi gần đạt đến ĐTĐ Ứng dụng : • Dùng tính oxy hóa của I 2 : Xác định một số chất khử mạnh S 2- S 2 O 3 2- SO 3 2- AsO 3 3- Sn 2+ bằng phương pháp chuẩn độ trực tiếp ít dùng : I 2 dễ thăng hoa hay chuẩn độ ngược Ví dụ : Xác định S 2- trong nước thải - Kiềm hóa mẫu có H 2 S HS - S 2- bằng NaOH - Kết tủa S 2- bằng ZnCH 3 COO 2 - Lọc lấy tủa ZnS hòa tan trong HCl loãng - Chuẩn độ S 2- bằng phương pháp Iod-Thiosulfat slide 124: Bài tập Để xác định hàm lượng sulfur tổng số trong nước thải người ta lấy 250 ml mẫu nước thải thêm vào đó 15 ml ZnCH 3 COO 2 2 N rồi 1ml NaOH 6 N. Đậy kín để yên trong 6 - 8 giờ. Lọc lấy kết tủa rồi hòa tan bằng cách thêm 100 ml nước cất và 2 ml HCl 6 N. Thêm 500 ml I 2 00125 M vào dung dịch thu được rồi chuẩn độ lượng I 2 còn dư thì tiêu tốn hết 446 ml Na 2 S 2 O 3 00100M. a Viết các phương trình phản ứng xảy ra trong quá trình phân tích. Cho biết cách nhận ra điểm tương đương của phép chuẩn độ. b Tính hàm lượng sulfur tổng số trong mẫu nước thải nói trên theo đơn vị mg/l. slide 125: Dùng tính kh ca I - : Xác nh gián tip cht oxy hóa Vd : Cu 2+ H 2 O 2 Oxy hòa tan… : Ox + I – dư Kh + I 2 5-10 min trong ti y kín I 2 + S 2 O 3 2- 2 I – + S 4 O 6 2- VD : Xác nh Oxy hòa tan DO trong nưc bng pp Winler - C nh mu nưc bng Mn 2+ + KI/NaOH : Mn 2+ + OH - + O 2 MnO 2 ↓ + H 2 O -Hòa tan MnO 2 bng H 2 SO 4 và oxy hóa KI thành I 2 : MnO 2 ↓ + I - + H + Mn 2+ + I 2 + H 2 O - Chu n I 2 sinh ra bng Na 2 S 2 O 3 vi ch th h tinh bt : I 2 + S 2 O 3 2- I – + S 4 O 6 2- Tình t qu : Hàm lưng oxy hòa tan mg O 2 /lít 0 3 2 2 1000 . 8 . . / V V lít mg DO O S a slide 126: Bài tập : Hàm lượng oxy hòa tan DO của một mẫu nước được xác định bằng phương pháp Winkler như sau : Lấy 10000 ml mẫu nước đem kiềm hóa bằng KI dư trong NaOH rồi xử lý bằng dung dịch MnCl 2 dư tiến hành trong bình kín. Sau đó dung dịch được acid hóa bằng H 2 SO 4 và chuẩn độ lượng I 2 sinh ra với chỉ thị hồ tinh bột thì tiêu tốn hết 890 ml Na 2 S 2 O 3 00087 N. a Viết các phương trình phản ứng xảy ra. b Tính DO của mẫu nước theo đơn vị ppm O 2 . Cho O 16. slide 127: 2.5.3. Phép đo Dicromat : Nguyên tắc : Cr 2 O 7 2 – + 14 H + + 6e Cr 3+ + 7 H 2 O E 0 +136 V môi trường phản ứng : HCl H 2 SO 4 H 3 PO 4 Phản ứng cơ bản :Fe 2+ + Cr 2 O 7 2- + 14 H + Fe 3+ + 2 Cr 3+ + 7 H2O Chỉ thị : Diphenylamin Ferroin Acid Phenyl Anthranilic Ứng dụng quan trọng: - Xác định trực tiếp chất khử Vd : Fe 2+ - Xác định gián tiếp chất khử Vd : Xác định Na 2 S 2 O 3 Cr 2 O 7 2- + 2 I – dư + H + 2 Cr 3+ + I 2 + H 2 O I 2 + S 2 O 3 2 – 2 I – + S 4 O 6 2– - Xác định chất khử bằng pp chuẩn độ ngược : Vd : Xác định etanol CH 3 -CH 2 OH + Cr 2 O 7 2- dư c/x + H + CH 3 COOH + H 2 O Fe 2+ + Cr 2 O 7 2- + 14 H + Fe 3+ + 2 Cr 3+ + 7 H 2 O slide 128: Xác định chỉ số COD của nước thải : COD : xác định bằng số mg Oxy cần dùng để oxy hóa hoàn toàn các chát hữu cơ có trong 1 L nước thải Nguyên tắc : Chất hữu cơ + Cr 2 O 7 2- dư cx + H + CO 2 ↑ + H 2 O + Cr 3+ Đk p/ứ : 120 0 C 2 h + Ag 2 SO 4 xúc tác + Hg 2 SO 4 loi b Cl - cn Cr 2 O 7 2- + 14 H + Fe 3+ + 2 Cr 3+ + 7 H 2 O Tính kết quả : a : ml dd chuẩn Fe 2+ dùng để chuẩn mẫu trắng b :--------------------------------------------mẫu nước thải N : nồng độ đương lựợng dd Fe 2+ COD Reactor Hach V 0 : thể tích mẫu nước đem phân tích 0 2 8000 . . / V b a lít mg COD Fe + − slide 129: Chương 3. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG 3.1. Nguyên tắc phương pháp : Chuyển hoàn toàn cấu tử cần xác định X có trong mẫu phân tích vào trong thành phần của một hợp chất C có công thức phân tử xác định X .. C dạng cân m pt m C CTPT C M C Dùng cân phân tích ± 10 – 4 g X slide 130: 3.2. Phân loại phương pháp phân tích khối lượng 3.2.1. Phương pháp trực tiếp pp đẩy : đẩy X ra khỏi mẫu phân tích dưới dạng nguyên chất Vd :Xác định khoáng tổng số của thực phẩm Thực phẩm Tro khoáng 3.2.2. Phương pháp gián tiếp : aPhương pháp đuổi pp bay hơi : áp dụng khi X dễ ph

Add a comment

Related presentations