Bài giảng Cơ sở hóa phân tích môi trường: Chương 3

Chia sẻ: Ngọc Lựu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:74

Thêm vào BST

Báo xấu

202
lượt xem 40
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Cơ sở hóa phân tích môi trường - Chương 3: Phân tích thể tích trình bày nguyên tắc của phương pháp phân tích thể tích, phương pháp chuẩn độ acid - baz, phương pháp chuẩn độ oxy hóa khử, phương pháp chuẩn độ phức chất, phương pháp chuẩn độ kết tủa.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ sở hóa phân tích môi trường: Chương 3

Chương 3: Phân tích thể tích 3.1. Nguyên tắc của phương pháp phân tích thể tích 3.2. Phương pháp chuẩn độ acid - baz 3.3. Phương pháp chuẩn độ oxy hóa khử 3.4. Phương pháp chuẩn độ phức chất 3.5. Phương pháp chuẩn độ kết tủa Analytical Chemistry 1
3.1. Nguyên tắc của phương pháp phân tích thể tích  Một số định nghĩa  Các phản ứng dùng trong pttt  Phân loại các pp pttt  Các pp chuẩn độ  Cách tính kết quả trong pttt  Cách điều chế dung dịch chuẩn Analytical Chemistry 2
Một số định nghĩa  Đn pp pttt: là pp xác định hàm lượng các chất dựa trên việc đo thể tích dung dịch thuốc thử đã biết nồng độ chính xác  Sự chuẩn độ: thêm từ từ dd chuẩn vào dd định phân  Điểm tương đương: thời điểm thuốc thử tác dụng với toàn bộ chất định phân. Nhận biết bằng cách sử dụng chất chỉ thị  Điểm cuối: khi kết thúc quá trình chuẩn độ  Pp này bao giờ cũng mắc phải một sai số Analytical Chemistry 3
Các phản ứng dùng trong pttt Các phản ứng dùng trong pp pttt cần thỏa mãn điều kiện sau:  Chất định phân phải phản ứng hoàn toàn với dung dịch thuốc thử theo một ptpư xác định  Phản ứng phải xảy ra rất nhanh  Phản ứng cần phải chọn lọc  Phải có chất chỉ thị thích hợp để xác định điểm cuối với sai số chấp nhận được Analytical Chemistry 4
Phân loại các pp pttt  Phân loại theo bản chất của pư chuẩn độ:  Phương pháp acid – baz  Phương pháp kết tủa  Phương pháp phức chất  Phương pháp oxy hóa khử  Phân loại theo phương pháp xác định điểm cuối  Các phương pháp hóa học dựa trên sự đổi màu của chất chỉ thị tại điểm cuối  Các phương pháp hóa lí dựa trên sự biến đổi đột ngột của một tính chất vật lí nào đó tại điểm cuối như cường độ màu, điện thế, độ dẫn điện... Analytical Chemistry 5
Các phương pháp chuẩn độ  Chuẩn độ trực tiếp  Chuẩn độ ngược  Chuẩn độ thay thế  Chuẩn độ gián tiếp  Chuẩn độ phân đoạn Analytical Chemistry 6
Cách tính kết quả trong pp pttt  Chuẩn độ trực tiếp:  Ví dụ 1: Tính nồng độ mol của dd NaOH biết rằng khi chuẩn độ 20ml dd đó thì phải dùng vừa hết 22,75ml dd HCl 0,106M  Ví dụ 2: Tính hàm lượng % sắt trong quặng, biết rằng sau khi hòa tan 0,5170 g quặng, khử hoàn toàn Fe(III) thành Fe(II), rồi chuẩn Fe(II) bằng dung dịch KMnO4 0,1M thì vừa hết 20,1 ml.  Chuẩn độ ngược:  Ví dụ: để tính lượng Crom trong thép người ta phân hủy 1,0750g mẫu thép thành dung dịch rồi oxy hóa hoàn toàn Cr3+ thành CrO42-. Sau đó thêm vào 25 ml dd chuẩn FeSO4 0,0410M và lượng đủ dung dịch H2SO4 làm môi trường. Lượng Fe(II) dư được chuẩn độ bằng 3,70 ml KMnO4 0,0400M. Hãy tính hàm lượng % của Cr trong thép? Analytical Chemistry 7
Cách tính kết quả trong pp pttt  Chuẩn độ gián tiếp:  Ví dụ: để xác định lượng chì trong quặng, người ta phân hủy 1,1050g mẫu quặng thành dung dịch. Từ dung dịch đó thực hiện qui trình để kết tủa hoàn toàn lượng chì trong mẫu thành PbCrO4. Sau đó hòa tan PbCrO4 bằng dd hỗn hợp HCl + NaCl dư. Thêm vào dd một lượng KI và cuối cùng chuẩn độ lượng I2 thoát ra bằng 24,20ml dung dịch chuẩn Na2S2O3 0,0962N. Tính hàm lượng chì có trong quặng? Analytical Chemistry 8
Cách điều chế dung dịch chuẩn  Điều chế dung dịch chuẩn từ những chất gốc, thỏa mãn điều kiện sau:  Độ tinh khiết cao  Thành phần hóa học ứng với một công thức xác định kể cả thành phần nước kết tinh  Chất gốc và dung dịch của nó phải bền  Khối lượng mol phân tử càng lớn càng tốt để giảm sai số khi điều chế  Ví dụ: H2C2O4.2H2O Analytical Chemistry 9
3.2. Phương pháp chuẩn độ acid – baz 3.2.1. Nguyên tắc 3.2.2. Chất chỉ thị acid - baz 3.2.3. Các phương pháp chuẩn độ acid - baz 3.2.3. Một số ví dụ Analytical Chemistry 10
3.2.1. Nguyên tắc  Dựa trên phản ứng: H+ + OH- H2O  Trong quá trình chuẩn độ, pH của dung dịch thay đổi theo lượng thuốc thử thêm vào  Vì các axit và baz là những hợp chất không màu nên muốn nhận biết điểm tương đương phải dùng chất chỉ thị. → Chất chỉ thị axit - baz Analytical Chemistry 11
3.2.2. Chất chỉ thị acid - baz  Định nghĩa:  Chất chỉ thị axit – bazơ là những axit hoặc bazơ yếu  Dạng axit và dạng bazơ có màu sắc khác nhau.  Màu sắc của chất chỉ thị thay đổi theo pH  Ví dụ:  Phenolphtathalein: Dưới 8,2 Trên 10,0  Methyl đỏ (MR): Dưới 4,4 Trên 6,2 Dưới 3,1 Trên 4,4  Methyl da cam (MO) Analytical Chemistry 12
Giải thích sự thay đổi màu của chất chỉ thị theo pH  Thuyết ion: HInd + H2O ⇋ H3O+ + Ind-  Thuyết này giải thích được sự thay đổi màu của CCT theo pH nhưng không giải thích được bản chất của sự thay đổi màu đó  Thuyết màu:  Một hợp chất có màu do cấu trúc phân tử của nó quyết định. Nếu cấu trúc thay đổi sẽ dẫn tới màu thay đổi.  Thuyết này không giải thích được sự thay đổi màu của CCT theo pH  Kết hợp 2 thuyết này chúng ta được một thuyết hoàn chỉnh Analytical Chemistry 13
Ví dụ về chỉ thị Analytical Chemistry 14
Khoảng chuyển màu của chất chỉ thị HIn H+ + In- [H ][I ] K.[HIn] K  [H ]  [HIn] [I ]  pH của dd quyết định bởi tỷ số [ HIn] [ In  ]  Vì HIn, In- có màu khác nhau, tỷ số này quyết định màu sắc của dd  Nhận được màu của HIn khi [HIn] = n[In-] (pH = pK – lgn)  Nhận được màu của In- khi [In-] = n[HIn] (pH = pK + lgn) Analytical Chemistry 15
Khoảng chuyển màu của chất chỉ thị  Khoảng pH đó gọi là khoảng chuyển màu của chất chỉ thị  Thông thường n = 10 nên pH  pK  1 Dung dịch [HIn] giảm Dung dịch chỉ có màu HIn [In-] tăng chỉ có màu In- Khoảng chuyển màu  Trong khoảng chuyển màu có một giá trị pH tại đó CCT chuyển màu rõ nhất. Giá trị đó gọi là chỉ số chuẩn độ của chất chỉ thị. Kí hiệu là pT Analytical Chemistry 16
3.2.3. Các phương pháp chuẩn độ acid - baz  Chuẩn độ axit mạnh bằng baz mạnh  Chuẩn độ baz mạnh bằng axit mạnh  Chuẩn độ axit yếu bằng baz mạnh  Chuẩn độ baz yếu bằng axit mạnh Analytical Chemistry 17
Chuẩn độ axit mạnh bằng baz mạnh  Tổng quát: Chuẩn độ HA ( C0, V0) bằng BOH (C, V) lượng baz thêm vào = lượng axit phản ứng CV F = C 0V0 • F = 0: Chưa thêm BOH • F = 1: HCl hết, điểm tương đương • F < 1: trước điểm tương đương • F > 1: sau điểm tương đương Analytical Chemistry 18
Chuẩn độ axit mạnh bằng baz mạnh  Tại điểm tương đương: [H+] = [OH-] C 0V0 CV CV CV   H    0 0   OH        V0  V V0  V V0  V V0  V C V  C 0V 0   [O H - ] - [H + ] V0  V  Nhân 2 vế với V0  V C0V0 Analytical Chemistry 19
Chuẩn độ axit mạnh bằng baz mạnh C V  C 0V 0 V V  [O H - ] - [H + ]  0 C 0V 0 C 0V 0 V0  V  F  1  [O H - ] - [H + ]  C 0V 0 K H 2O  OH      [H + ] Chúng ta có:  K H 2O +  V0  V  F 1   +  [H ]   [H ]  C 0V0 Phương trình đường chuẩn độ Analytical Chemistry 20