Bài giảng Hóa phân tích Chương 1: Nguyễn Thị Hiển (Chi tiết, Chuẩn nhất)

BÀI GIẢNG HÓA PHÂN TÍCH

ị ể ễ ả Gi ng viên : Nguy n Th Hi n

ộ ườ ọ B môn Hóa H c – Khoa Môi Tr ng

ƯƠ

Ơ Ả

Ệ

CH

NG I: CÁC KHÁI NI M C B N

Ủ

C A HÓA PHÂN TÍCH

Ộ

ủ

ạ

ng pháp phân tích

c c b n trong hóa phân tích

ế ị

t b đo

ấ ạ ồ

N I DUNG ụ 1. M c đích, vai trò c a hóa phân tích ươ 2. Phân lo i ph ướ ơ ả 3. Các b ụ ụ 4. Hóa ch t, d ng c và thi ộ 5. Các lo i n ng đ trong hóa phân tích

ụ

ủ

1. M c đích vai trò c a hóa phân tích

ồ

Ngu n g c hóa phân tích

ị ị

ố Hóa phân tích đ nh tính ượ Hóa phân tích đ nh l

ươ

ạ ạ

ng pháp phân tích ươ ả

ng pháp

2. Phân lo i ph + Phân lo i theo b n ch t c a ph Ph

ộ ươ

ộ ượ ng ch t

8 109 %)

ư ạ 0,01%), đ nh y ch a cao, ch dùng khi hàm l ẫ ớ ầ c n PT trong m u l n h n 10 ươ Ph ộ ư ầ ấ

ệ ầ

ổ ấ ụ ậ ng pháp hóa lí: pp so m u, pp đi n hóa… ng pháp v t lí: pp quang ph h p th nguyên

ạ ổ

ng pháp sinh hóa

ấ ủ ọ ng pháp phân tích hóa h c: đ chính xác cao (0,1% ấ ỉ 2% ụ ộ ng pháp phân tích công c : đ chính xác ch a cao, ỏ ị ạ đ nh y cao (cho phép xác đ nh các thành ph n r t nh ẫ trong m u, 10 ươ + Ph ươ + Ph ử t , pp quang ph phát x … ươ Ph

ươ

ượ

ứ

ạ ạ

ng ch a

2. Phân lo i ph + Phân lo i theo kh i l

ấ ầ

ng pháp phân tích ẫ ố ượ ng m u và l ẫ : ch t c n phân tích trong m u ườ

ượ ng l

ng ngượ

gam : phân tích th xentigam : phân tích bán vi l ngượ miligam : phân tích vi l microgam : phân tích siêu vi l

ngượ

ướ ơ ả

3. Các b

c c b n trong hóa phân tích

ị L y m u → đo

ả ẫ ấ ị xác đ nh → chuy n m u thành dung d ch phân tích ẫ ể → tính k t quế

ẫ ấ B

ố ượ ụ ả ử ạ ẫ m u l y đ phân tích ể ệ ng, tùy m c

c 1: ả ả ẽ

ồ ơ ủ ả ậ ấ ẫ ả ả M u sau khi l y v ph i l p h s c a m u và b o qu n

ướ ẫ ấ L y m u và x lí m u: ph i đ m b o tính đ i di n, tùy đ i t ắ đích s có nguyên t c khác nhau. ề ẫ đúng cách.

ướ ơ ả

c c b n trong hóa phân tích ị

ể ẫ

3. Các b B

c 2ướ : Khoáng hóa m u: ẫ chuy n m u thành dung d ch phân tích

ấ ủ ấ ớ

ấ ừ ơ ứ ạ ả Yêu c u:ầ ấ ố ọ Ch n hóa ch t có tính ch t đ i kháng v i tính ch t c a m uẫ S d ng hóa ch t t ế đ n gi n đ n ph c t p

Các ph ng pháp khoáng hóa:

ử ụ ươ tướ Khoáng hóa Khoáng hóa khô

ị

ầ ẫ ễ ấ

ể ượ ằ ể ị

ị ị ng . ạ ượ ể Sau khi khoáng hóa và chuy n m u thành dung d ch phân ấ ầ ặ tích c n tách các ch t gây nhi u ho c chuy n ch t c n phân tích sang d ng có th xác đ nh đ c b ng các pp đ nh tính, đ nh l

ươ

ng pháp phân tích đ đo

3. Các b c 3 B ị

c c b n trong hóa phân tích ể ợ

c n phân tích sao cho thích h p.

ướ ơ ả ử ụ ướ : s d ng các ph ế ố ầ xác đ nh y u t ế ướ

ả Tính toán k t qu .

c 4:

ụ

ế ị

t b đo

ộ

ự

ấ d a vào đ tinh khi ọ

ạ ế ≥ 99,9%) t ế t = 99%)

8085%)

c c t (1

c s ch (trao đ i ion) và n ạ

ướ ấ ố

ổ ế ủ ướ t c a n

ư c phân h ng gi ng nh

ấ ụ 4. Hóa ch t, d ng c , thi 4.1 Hóa ch tấ ế ể ạ Phân h ng hóa ch t: t đ phân h ng ộ ế ấ Hóa ch t tinh khi t hóa h c (TKHH) (đ tinh khi ộ ế phân tích (TKPT) (đ tinh khi ấ Hóa ch t tinh khi t ộ ế ế ấ t = 95%) t (đ tinh khi Hóa ch t tinh khi ế ừ ộ ậ ấ ỹ t t Hóa ch t k thu t (đ tinh khi ướ ạ ồ ế g m n ướ t: N c tinh khi ứ ộ ầ ầ l n, 2 l n). M c đ tinh khi hóa ch t.ấ

ườ

ượ

ấ

ng l

ng dùng hóa ch t TKPT

ượ

ấ

+ Trong phân tích th Trong phân tích vi l

ng và siêu vi l

ng dùng hóa ch t

ượ

TKHH

ế ị

t b đo

ể

ấ ụ ụ 4. Hóa ch t, d ng c , thi ụ ủ ụ ồ D ng cụ ụ: g m các d ng c th y tinh và các máy đo ể ứ ị Buret, pipet, bình đ nh m c: dùng đ đo chính xác th

ố ẩ ộ ể ng đong, c c, bình chu n đ (bình tam giác): đo th

tích dd Ố ầ tích g n đúng

ộ ẫ ệ ệ

ậ ế Máy đo: so màu, đo pH, đo đ d n đi n, đo đi n th … Cân: Cân phân tích (sai s ố ± 104g, ± 105g, ± 106g) ỹ Cân k thu t (sai s ố ± 102g, ± 103g)

ế ị

t b đo

ụ

ụ ấ ụ 4. Hóa ch t, d ng c , thi ụ ử ụ Chú ý: + S d ng d ng c đúng qui cách, đúng thao

tác

ẫ

ị

ặ

ng m u ho c

ố ượ ầ + Khi cân c n xác đ nh kh i l ố ủ ể ả ủ

ệ ươ

ượ

ng pháp

ườ

ả ọ ự l a ch n cân đ đ m b o sai s c a vi c cân t quá sai s cho phép c a ph không v phân tích (th

ố ng =0,1%)

ộ

ộ ố ạ ồ ồ

ồ

ng ch t tan (gam) ị ng dung d ch (gam)

ằ ị

ỏ ố ượ ố ượ ể c) khi l

ể ể ể ư ng ch t tan nh , coi nh không đáng k . c là 1g/ml, nên có th thay:

ấ ượ ủ ướ ng riêng c a n 5. M t s lo i n ng đ dùng trong phân tích ộ ầ (1). N ng đ ph n trăm: C% C%= [ mct /mdd ] .100% ệ ộ ầ (2). N ng đ ph n tri u: ppm (part per million) dd] .106 ppm = [mct/mdd] .106 = [mct/Vml ộ ầ ỷ (3). N ng đ ph n t : ppb (part per billion) dd] .109 ppb = [mct/mdd] . 109 = [mct/Vml ấ mct: kh i l mdd: Kh i l dd: th tích dung d ch, coi b ng th tích dung môi Vml ướ (n ố ượ Kh i l mdd (g) = Vdd (ml)

ẩ ộ

ấ

ể

ị

ố ấ ị

dd: th tích (mililit) dung d ch

(4). Đ chu n: Là s miligam ch t tan trong 1 mililit dung d ch. T = mgct/Vml mgct: miligam ch t tan Vml

ố ướ c. Tính

Ví dụ: hòa tan 0,05 mol mu i NaCl trong 1 lít n ị ẩ ủ ượ ộ đ chu n c a dung d ch thu đ c.

dd = 1*1000 = 1000 mililit T= 2925/1000 = 2,925 mg/ml

+ mgct = 0,05*58,5*1000 = 2925 miligam + Vml

CM =

ộ ồ CM

CN (N) =

ộ ươ ồ (6). N ng đ đ ng gam:

(5). N ng đ mol/lít: mct Mct * Vdd ượ ng l mct § ct * Vdd CN ho c Nặ n*mct Mct * Vdd

ủ ấ ng c a ch t tan.

ượ ng l ấ ng ch t tan

ố ượ ấ ủ ng mol c a ch t tan

ct = Mct/n

ươ ủ ấ ng l

ỉ ố ươ n : là ch s đ ố ượ mct: kh i l Mct: kh i l Đct: đ ố * M i liên h C ượ ng mol c a ch t tan, Đ ệ M và N: N= n(cid:0) CM

ượ : ng

Tính ch s đ

ố

ủ

ử

(cid:0)

ỉ ố ươ ả ứ Ph n ng axitbazo

ng l m i ph n ng có cách tính khác nhau : n là s nhóm OH

ho c Hặ

+ c a 1 phân t

ỗ ả ứ ấ ch t đã p/

ỉ ố ươ

ng l

3PO4 là 1

ượ

ng l

3PO4 là 3, ặ

ủ

ậ

NaH2PO4 + H2O ủ ủ ng c a NaOH là 1, c a H Na3PO4 + 3H2O ủ ủ ng c a NaOH là 1, c a H ố ử: n là s elctron cho (ho c nh n) c a 1

H3PO4 + NaOH (cid:0) ượ Ch s đ H3PO4 + 3NaOH (cid:0) ỉ ố ươ Ch s đ ả ứ Ph n ng oxy hoá kh ị ấ ơ

đ n v ch t p/

K2SO4 + MnSO4 + Na2SO4 + H2O

ỉ ố ươ

ượ

ủ

ng c a KMnO

ỉ ố ươ

ượ

ủ

KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 (cid:0) ng l Ch s đ 2KMnO4 + Na2SO3 + 2KOH (cid:0) ng l Ch s đ

ng c a KMnO

4 là 5 : Mn+7 + 5e (cid:0) Mn+2 2K2MnO4 + Na2SO4 + H2O 4 là 1 : Mn+7 + 1e (cid:0) Mn+6

ế ủ : n tính theo qui

c.ướ

ả ứ ụ

Ph n ng k t t a Ví d : AgNO

3 + Cl = AgCl ↓ + NO3

AgNO3 = MAgNO3 , theo đó tính ĐCl= MCl

ứ : n tính theo qui

cướ

c Đướ Qui ứ (t c n = 1) ả ứ Ph n ng t o ph c ụ Ví d : Al

ướ

Qui

c Đ

ạ 3+ + Na2H2Y = AlY + Na2+ +2H+ Na2H2Y = MNa2H2Y /2 ,

theo đó ĐAl3+ =MAl3+/2 (n=2)

Bài t p 1ậ

ế ượ ủ ấ ả ng l ng c a các ch t trong các ph n

Na2SO4 + H2O + CO2 Na2SO4 + H2O + CO2

Na2HPO4 + H2O

Na2S4O6 + NaI

Fe2(SO4)3 + K2SO4 + MnSO4 + H2O

Cho bi ứ ỉ ố ươ t ch s đ ộ ẩ ng chu n đ sau:

H2SO4 + Na2CO3 (cid:0) NaHCO3 + H2SO4 (cid:0) NaOH + H3PO4 (cid:0) Na2S2O3 + I2 (cid:0) KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 (cid:0) AgNO3 + K2CrO4

Ag2CrO4 (cid:0) + KNO3

(cid:0)

Đáp án Bài t p 1ậ

ượ

ủ

ấ ng c a các ch t trong các pu

Ch s đ

ỉ ố ươ ng l ộ ẩ chu n đ là:

Na2SO4 + H2O + CO2

Na2SO4 + 2H2O + CO2

Na2HPO4 + 2H2O

H2SO4 + Na2CO3 (cid:0) n=2 n=2 2NaHCO3 + H2SO4 (cid:0) n=1 n=2 2NaOH + H3PO4 (cid:0) n=1 n=2

Đáp án Bài t p 1ậ

ủ

ượ

Ch s đ

ấ ng c a các ch t trong các pu

Na2S4O6 + 2NaI

ỉ ố ươ ng l ộ ẩ chu n đ là: 2Na2S2O3 + I2 (cid:0) n=1 n=2 2KMnO4 + 10FeSO4 +8 H2SO4 (cid:0) 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O n=5 n=1 2AgNO3 + K2CrO4 n=1 n=2

(cid:0) Ag2CrO4 (cid:0) + 2KNO3

ậ Bài t p 2:

ộ

ồ

M, N, ppm, ppb c a s n

ẩ

Tính n ng đ C%, C ạ

ớ ả ứ

ị ị ạ

ế

ụ t ph n ng hoàn toàn t o ra mu i

ủ ả ph m t o ra khi cho 100ml dung d ch H 2SO4 0,02M tác d ng v i 100ml dung d ch NaOH ố 0,02M. Bi trung hòa.

ậ

Đáp án Bài t p 2:

ố

Na2SO4 + 2H2O

ng: n=1 n=2 n=2

ả ứ ỉ ố ươ ng l ố

ố

ả

S mol NaOH : 0,1*0,02 = 0,002 mol 2SO4 (cid:0) Ph n ng: 2NaOH + H ượ Ch s đ Theo pu: s mol NaOH = 2*s mol H

axit d sau ph n

2SO4 (cid:0)

ủ

ố

ố 2SO4: có s mol = ½ s mol c a NaOH: 0,001

ng. ứ ả ẩ S n ph m là Na mol. ể

ằ

ố ượ

ủ

ng riêng c a dd b ng kh i l

Th tích dd sau pu là : 100 + 100 = 200 ml = 0,2 lít CM = n/V = 0,001/0,2 = 0,005 M N = n*CM = 2*0,005 = 0,01 N mct = 0,001*142 = 0,142 gam ố ượ mdd = 200 gam (coi kh i l ủ ướ

riêng c a n

C% = 0, 142*100/200 = 0,071% ppm = 0,142*106/200 = 710 ppm

ppb = 0,142*109/200 = 710 000 ppb