Bài giảng Hóa phân tích: Chương 2 - Nguyễn Thị Hiển

Chia sẻ: Tại Tâm | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:34

Thêm vào BST

Báo xấu

175
lượt xem 24
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 2 cung cấp cho người học những kiến thức về phân tích khối lượng trong hóa học. Chương này gồm có 2 nội dung chính, đó là: Phân loại phương pháp trong phân tích khối lượng, phương pháp phân tích khối lượng kết tủa. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa phân tích: Chương 2 - Nguyễn Thị Hiển

BÀI GIẢNG HÓA PHÂN TÍCH Giảng viên: Nguyễn Thị Hiển Bộ môn Hóa Học – Khoa Môi Trường
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG Nội dung I. Phân loại phương pháp trong phân tích khối lượng II. Phương pháp phân tích khối lượng kết tủa 1. Nguyên tắc 2. Yêu cầu của dạng kết tủa 3. Sự cộng kết 4. Yêu cầu của dạng cân 5. Một số thuật làm kết tủa 6. Tính kết quả 7. Ưu – nhược điểm của phân tích khối lượng 8. Các ứng dụng cụ thể
I. Phân loại phương pháp trong phân tích khối lượng Nguyên tắc: Chất cần phân tích được tách ra khỏi mẫu dưới dạng chất tinh khiết, có công thức hóa học xác định. Cân chính xác khối lượng chất sạch, từ khối lượng và công thức hóa học chất sạch, tính ra lượng chất cần xác định có trong mẫu. Phân loại: -Phương pháp tách làm sạch -Phương pháp chưng cất, đốt cháy -Phương pháp nhiệt phân -Phương pháp kết tủa ( Phương pháp kết tủa là trọng tâm của phân tích khối lượng)
II. Phương pháp phân tích khối lượng kết tủa 1. Nguyên tắc: - Chất cần phân tích được tách ra khỏi mẫu ở dạng hợp chất kết tủa. - Kết tủa được lọc, rửa sạch, sấy khô đến khối lượng không đổi để chuyển thành dạng có công thức hóa học xác định (gọi là dạng cân). - Cân chính xác khối lượng dạng cân, dùng khối lượng và công thức hóa học của dạng cân để tính hàm lượng chất cần phân tích.
Tiến trình phân tích Cân Hòa tan Dạng kết Cân mẫu Dạng cân Tính kết mẫu tủa quả Dạng kết tủa, dạng cân là hai công đoạn quan trọng nhất vì hai công đoạn này có nhiều yếu tố ảnh hưởng; độ chính xác của hai công đoạn này thường quyết định độ chính xác của phép xác định.
2. Yêu cầu của dạng kết tủa 2.1. Kết tủa phải ít tan : có nghĩa là độ tan S phải nhỏ Vì kết tủa đều là hợp chất ion, trong dung dịch khi tan đã điện li: MaXb aMm+ + bXn- Tích số tan: TMaXb = [Mm+]a . [Xn-]b = [a.S]a . [b.S]b = Sa+b . aa . bb a+b TMaXb S = aa.bb (Độ tan tỷ lệ thuận với tích số tan)
Khi a=b=1, thì S = (TMaXb) 1/2 Thông thường khối lượng kết tủa thu được khoảng 0,1g, khối lượng mol ion trong khoảng 100g, thể tích dung dịch khi kết tủa khoảng 100ml. Nếu sai số cho phép là 0,1% thì : TMX ≤ 10-10, và độ tan S ≤ 10-5 * Như vậy tích số tan càng nhỏ, độ tan của chất càng nhỏ
* Ảnh hưởng của ion chung đến độ tan của kết tủa  Ví dụ Bài toán 1: tính độ tan của PbSO4 (TPbSO4) = 1,6.10-8 a. Trong nước b. Trong dd NaSO4 0,01M Đáp án bài toán 1 a. Trong nước: chỉ có phần rất nhỏ muối PbSO 4 tan và điện ly, nồng độ các ion chính là độ tan S: PbSO4 2+ Pb + SO4 2 TPbSO4 = 1,6.108 [C] S S S
Đáp án Bài toán 1 b. Trong dd NaSO4 0,01M: Ngoài phần rất nhỏ muối PbSO4 tan và điện ly, độ tan S’, trong dd muối NaSO4 điện ly hoàn toàn thành Na+ và SO42-, Như vậy nồng độ ion SO42- trong dung dịch là S’+0,01 (M) PbSO4 Pb2+ + SO42 TPbSO4 = 1,6.108 [C] S' S' S'+0,01
Kết luận: Như vậy nếu dd có chứa ion chung là thành phần tạo kết tủa thì sẽ làm giảm độ tan của kết tủa, điều này phù hợp với nguyên lý Lơsaterlie  Ứng dụng: Để kết tủa hoàn toàn chất ít tan nên dùng dư thuốc thử.  Tuy nhiên khi dùng dư thuốc thử cần vừa phải để tránh: + Sự hấp phụ thuốc thử của kết tủa + Sự tạo phức chất tan khi thuốc thử dư.
* Ảnh hưởng của phản ứng phụ Thường Gặp là phản ứng thủy phân và phản ứng tạo phức Ảnh hưởng của phản ứng thủy phân Các ion trong dd có thể bị thủy phân phụ thuộc pH môi trường. Khi pH tăng, các cation thủy phân mạnh hơn, khi pH giảm, các anion thủy phân mạnh hơn. Do đó làm cho nồng độ các ion tự do tạo kết tủa giảm, cân bằng chuyển dịch sang trái hòa tan kết tủa. Ví dụ: phản ứng tạo kết tủa CaC2O4 Ca2+ + C2O42- CaC2O4 Nếu pH
* Ảnh hưởng của phản ứng phụ Thường Gặp là phản ứng thủy phân và phản ứng tạo phức Ảnh hưởng của phản ứng tạo phức Các ion kim loại có khả năng tạo phức chất với một số phối tử thích hợp (ion hoặc phân tử) vì vậy phản ứng tạo phức sẽ ảnh hưởng tới lượng kết tủa. Ví dụ: khi kết tủa ion Cu2+ mà dùng dd thuốc thử là NH4OH Sẽ có phản ứng: Cu2+ + NH4OH Cu(OH)2 + NH4+ Kết tủa Cu(OH)2 sẽ bị hòa tan khi NH4OH dư. Cu(OH)2 + 4NH4OH [Cu(NH3)4](OH)2 tan Như vậy làm tan kết tủa, ảnh hưởng tới kết quả phân tích.
* Ảnh hưởng của các yếu tố khác tới độ tan kết tủa  Ảnh hưởng của nhiệt độ: thông thường nhiệt độ tăng thì làm tăng độ tan của kết tủa.  Ảnh hưởng của kích thước hạt: kích thước hạt càng tăng thì độ tan càng giảm  Ảnh hưởng của sự già kết tủa: làm giảm độ tan  Ảnh hưởng của dung môi: các chất kết tủa có độ tan trong nước thường lớn hơn rất nhiều so với trong dung môi hữu cơ.  Kết luận: khi sử dụng loại kết tủa nào trong phân tích cần xác định điều kiện thích hợp để quá trình phân tích được thuận lợi, kết quả phân tích chính xác.
2.2 Kết tủa phải chọn lọc Để làm kết tủa chọn lọc có thể lựa chọn tiến hành theo các cách sau: + Chọn dạng kết tủa thích hợp: Ví dụ: Khi làm kết tủa ion Pb2+ khi có mặt ion Cu2+, Zn2+ nên chọn dạng kết tủa PbSO4, không chọn dạng PbCO3, PbS hay PbCrO4 vì khi đó các ion nhiều cũng tạo kết tủa. + Chọn điều kiện kết tủa: chủ yếu chọn điều kiện pH môi trường Ví dụ: khi làm kết tủa ion SO42- trong mẫu có chứa ion CO32-, PO43- dưới dạng kết tủa BaSO4 thì cần tiến hành ở pH=4, vì ở môi trường đó các ion CO32-, PO43-, không tạo kết tủa với ion Ba2+ + Che ion gây nhiễu: thường dùng pư tạo phức để che ion nhiễu. Ví dụ: khi làm kết tủa Mg2+ khi có mặt Fe3+ dưới dạng kết tủa MgNH4PO4.6H2O. Dùng ion xitrat tạo phức bền với ion Fe3+ để tránh tạo kết tủa với ion photphat.
2.3 Kết tủa phải dễ lọc, dễ rửa 2.4 Kết tủa phải dễ chuyển thành dạng cân
3. Sự cộng kết Sự cộng kết là: Hiện tượng tạp chất kết tủa đồng thời với kết tủa chính mà trong điều kiện không có kết tủa chính thì nó không kết tủa được. Vì sự cộng kết xảy ra đồng thời với quá trình kết tủa, làm tăng khối lượng kết tủa và gây sai số phân tích. Nguyên nhân: sự cộng kết được tạo ra do sự hấp phụ bề mặt, sự kết vón hay sự tạo tinh thể hỗn hợp. Phân loại: - Sự cộng kết do hấp phụ Trong thí nghiệm dư thuốc thử, kết tủa chính ở dạng keo, các hạt keo này hấp thụ ion hoạt động của thuốc thử dẫn đến sự hấp thụ tiếp các ion trái dấu. Làm tăng khối lượng kết tủa chính. Khắc phục: Nên tiến hành kết tủa với dd loãng, nồng độ thuốc thử loãng, kết tủa nóng và không để kết tủa quá lâu trong dung dịch. Loại bỏ sự hấp phụ bằng phương pháp rửa.
3. Sự cộng kết - Sự cộng kết do kết vón Là hiện tượng kết tủa hình thành đã bọc vào trong nó chất bẩn cũng như thuốc thử. Nguyên nhân: do kết tủa với nồng độ đặc, kết tủa nhanh và khuấy không tốt. Khắc phục: tiến hành với dung dịch loãng, nóng, kết tủa chậm, khuấy tốt. - Sự cộng kết do tạo tinh thể hỗn hợp. Là hiện tượng xảy ra khi kích thước ion trong kết tủa và ion nhiễu có kích thước gần nhau (khác nhau không quá 10-15%). Do đó các ion nhiễu có thể thay thế các ion trong kết tủa chính. Khắc phục: tiến hành che hoặc khử ion gây nhiễu bằng các phản ứng tạo phức chẳng hạn.
3. Sự cộng kết Chú ý: - Phân biệt hiện tượng cộng kết và hiện tượng kết tủa theo. - Ưu nhược điểm của hiện tượng cộng kết: Trong PTKL - gây sai số dương Trong PT - vừa có lợi, vừa có hại (Học trong giáo trình)
4. Yêu cầu của dạng cân 4.1 Có công thức hóa học xác định - Đây là một yêu cầu rất quan trọng. - Các kết tủa hidroxit hoặc muối bazơ không thể được dùng làm dạng cân vì thành phần của chúng không ổn định, phụ thuộc vào điều kiện kết tủa, nhiệt độ … 4.2 Dạng cân phải bền vững về phương diện hóa học - Không hút ẩm, không phản ứng với oxi cũng như các chất trong không khí, không biến đổi thành phần trong quá trình bảo quản. 4.3 Có hàm lượng chất cần xác định càng nhỏ càng tốt Hệ số chuyển F là tỉ số giữa khối lượng chất cần xác định có trong 1mol dạng cân so với khối lượng mol của dạng cân Chọn dạng cân có hệ số chuyển F nhỏ để giảm sai số cân
4. Yêu cầu của dạng cân Ví dụ: Xác định Al dùng dạng cân là Al2O3 Hệ số chuyển: F = (2*27)/(2*27+3*16) = 54/102 = 0,5292 Xác định Al dùng dạng cân là AlPO4 Hệ số chuyển: F = 27/(27+31+4*16) = 27/122 = 0,2212 Nếu dùng cân phân tích có độ chính xác là 10 -4 g (0,1mg), kết quả cân bị sai lệch ở hai trường hợp bằng nhau, nhưng khối lượng Al bị sai lệch là: 0,5259 . 10-4 g nếu dùng dạng cân là Al2O3 0,2212 . 10-4 g nếu dùng dạng cân là AlPO4 Hiểu đơn giản là: Cùng lượng mẫu Al, nếu phần Al càng nhỏ tức khối lượng dạng cân càng lớn, Khối lượng càng lớn, sai