Đại cương về phân tích định tính các ion trong dung dịch

§¹i c−¬ng vÒ Ph©n tÝch ®Þnh tÝnh

c¸c ion trong dung dÞch

Môc tiªu

1. Gi¶i thÝch ®−îc sù kh¸c nhau gi÷a c¸c ph−¬ng ph¸p trong ph©n tÝch ®Þnh tÝnh:

−

Ph−¬ng ph¸p hãa häc vµ ph−¬ng ph¸p vËt lý - hãa lý

−

Ph©n tÝch −ít vµ ph©n tÝch kh«

−

Ph©n tÝch riªng biÖt vµ ph©n tÝch hÖ thèng

2. Tr×nh bµy ®−îc sù kh¸c nhau gi÷a:

−

Ph¶n øng t¸ch vµ ph¶n øng x¸c ®Þnh

−

§é nh¹y tuyÖt ®èi vµ ®é nh¹y t−¬ng ®èi cña mét ph¶n øng

−

Thuèc thö nhãm, thuèc thö chän läc vµ thuèc thö ®Æc hiÖu

3. LËp ®−îc s¬ ®å ph©n tÝch tæng qu¸t 6 nhãm cation theo ph−¬ng ph¸p acid-base

4. KÓ ®−îc tªn c¸c thuèc thö nhãm anion vµ viÕt ph¶n øng minh häa.

Theo ®Þnh nghÜa réng, nhiÖm vô cña ph©n tÝch ®Þnh tÝnh lµ sö dông

c¸c ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch (hãa häc hay vËt lý-hãa lý) ®Ó cho biÕt: cã

nh÷ng nguyªn tè, ph©n tö, nhãm nguyªn tö trong ph©n tö, hay ion nµo

trong mét mÉu vËt cÇn nghiªn cøu.

Gi¸o tr×nh nµy chñ yÕu chØ giíi thiÖu phÇn ph©n tÝch ®Þnh tÝnh c¸c ion

v« c¬ trong dung dÞch.

1. C¸c ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch ®Þnh tÝnh

1.1. Ph−¬ng ph¸p hãa häc: Lµ ph−¬ng ph¸p ®Þnh tÝnh dùa trªn c¸c ph¶n

øng hãa häc. Ph−¬ng ph¸p nµy kh«ng cÇn trang thiÕt bÞ phøc t¹p nªn tiÕt

kiÖm vµ dÔ thùc hiªn. Tuy nhiªn, nã ®ßi hái thêi gian t−¬ng ®èi dµi vµ l−îng

chÊt ph©n tÝch t−¬ng ®èi lín.

1.2. Ph−¬ng ph¸p vËt lý - hãa lý: Lµ ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch ®Þnh tÝnh dùa

trªn c¸c tÝnh chÊt vËt lý vµ hãa lý cña mÉu vËt cÇn kiÓm nghiÖm. VÝ dô, c¸c

ph−¬ng ph¸p th−êng dïng lµ:

a. Ph−¬ng ph¸p soi tinh thÓ: Dïng kÝnh hiÓn vi ®Ó ph¸t hiÖn c¸c tinh

thÓ cã mµu s¾c vµ h×nh d¹ng ®Æc tr−ng cña mét hîp chÊt. Ch¼ng h¹n, ion

Na+ t¹o tinh thÓ h×nh mÆt nhÉn mµu vµng lôc nh¹t víi thuèc thö Streng.

b. Ph−¬ng ph¸p so mµu ngän löa: §èt c¸c hîp chÊt dÔ bay h¬i cña c¸c

nguyªn tè trªn ngän löa ®Ìn gas kh«ng mµu råi quan s¸t. Ch¼ng h¹n, ngän

löa stronti cho mµu ®á son, kali mµu tÝm, natri mµu vµng, bari mµu lôc

nh¹t.

c. C¸c ph−¬ng ph¸p dông cô: Lµ nh÷ng ph−¬ng ph¸p dïng c¸c m¸y,

thiÕt bÞ ho¹t ®éng theo nh÷ng nguyªn lý x¸c ®Þnh ®Ó ph©n tÝch ®Þnh tÝnh. VÝ

dô, s¾c ký, quang phæ ph¸t x¹, quang phæ hÊp thô, huúnh quang, cùc phæ.

C¸c ph−¬ng ph¸p vËt lý – hãa lý cã ®é nh¹y vµ ®é chÝnh x¸c cao,

nh−ng ®ßi hái trang thiÕt bÞ phøc t¹p.

1.3. Ph©n tÝch −ít vµ ph©n tÝch kh«

a. Ph©n tÝch −ít: Lµ ph−¬ng ph¸p ®Þnh tÝnh ®−îc tiÕn hµnh víi c¸c

dung dÞch. MÉu vËt r¾n cÇn kiÓm nghiÖm ph¶i ®−îc hßa tan trong n−íc,

trong acid, trong dung dÞch c−êng thñy hay trong c¸c dung m«i h÷u c¬.

b. Ph©n tÝch kh«: TiÕn hµnh ph©n tÝch víi c¸c chÊt r¾n hoÆc víi dung

dÞch b»ng ®−êng lèi kh«. Ch¼ng h¹n:

−

Thö mµu ngän löa: Khi ®èt muèi Sr2+ hoÆc dung dÞch chøa ion Sr2+,

xuÊt hiÖn ngän löa mµu ®á son.

−

§iÒu chÕ ngäc mµu víi natri borat: ngäc mµu lam lµ cã muèi cobalt,

ngäc mµu lôc lµ cã muèi crom.

1.4. Ph©n tÝch riªng biÖt vµ ph©n tÝch hÖ thèng

a. Ph©n tÝch riªng biÖt: Lµ x¸c ®Þnh trùc tiÕp mét ion trong hçn hîp nhiÒu ion

b»ng mét ph¶n øng ®Æc hiÖu – ph¶n øng chØ x¶y ra víi riªng ion ®ã. Ta cã thÓ

lÊy tõng phÇn dung dÞch ph©n tÝch ®Ó thö riªng tõng ion mµ kh«ng cÇn theo

mét thø tù nhÊt ®Þnh nµo. Ch¼ng h¹n, x¸c ®Þnh Iod (còng ë d¹ng ion I3-) trong

dung dÞch b»ng hå tinh bét, ph¶n øng ®Æc hiÖu cho mµu xanh.

Thùc tÕ, kh«ng nhiÒu ion cã ph¶n øng thËt ®Æc hiÖu. Do ®ã, ph©n tÝch

riªng biÖt chØ ®−îc sö dông trong sù kÕt hîp víi ph©n tÝch hÖ thèng

b. Ph©n tÝch hÖ thèng: Lµ tiÕn hµnh x¸c ®Þnh ion theo mét thø tù nhÊt ®Þnh.

Tr−íc khi x¸c ®Þnh mét ion ph¶i lo¹i bá hoÆc khãa l¹i c¸c ion c¶n trë – lµ c¸c

ion cã ph¶n øng víi thuèc thö gièng nh− ion cÇn t×m.

Ch¼ng h¹n, ng−êi ta th−êng dïng thuèc thö amoni oxalat (NH4)2C2O4

®Ó x¸c ®Þnh ion Ca2+ qua ph¶n øng:

Ca2+ + C2O42- CaC2O4 ↓ mµu tr¾ng

Tuy nhiªn, Ba2+ còng cho ph¶n øng t−¬ng tù, do ®ã tr−íc hÕt cÇn ph¶i

lo¹i ion nµy (nÕu cã) khái dung dÞch nhê ph¶n øng víi cromat trong m«i

tr−êng acid acetic:

Ba2+ + CrO42- BaCrO4 ↓ mµu vµng

§Ó ph©n tÝch hÖ thèng mét hçn hîp nhiÒu ion, ng−êi ta th−êng dïng

c¸c thuèc thö nhãm ®Ó chia c¸c ion thµnh nhiÒu nhãm, mçi nhãm cã thÓ l¹i

chia thµnh c¸c ph©n nhãm, vµ cuèi cïng ®−îc t¸ch thµnh tõng ion riªng

biÖt ®Ó x¸c ®Þnh. Tr×nh tù tiÕn hµnh nh− vËy t¹o nªn nh÷ng s¬ ®å ph©n

tÝch tæng qu¸t vµ s¬ ®å ph©n tÝch nhãm.

2. C¸c ph¶n øng dïng trong ph©n tÝch ®Þnh tÝnh

2.1. C¸c lo¹i ph¶n øng

a. Ph¶n øng theo b¶n chÊt hãa häc:

−

Ph¶n øng hßa tan. VÝ dô:

CaCl2/n−íc = Ca2+ + 2Cl-

CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H20

−

Ph¶n øng kÕt tña. VÝ dô:

Ag+ + Cl- = AgCl↓

−

Ph¶n øng trung hßa. VÝ dô:

Ba(OH)2 + 2HCl = BaCl2 + 2H20

−

Ph¶n øng t¹o chÊt bay h¬i. VÝ dô:

NH4NO3 + NaOH = NH3↑ + NaNO3 + H20

−

Ph¶n øng oxy-hãa khö. VÝ dô:

2Mn2+ + 5PbO2 + 4H+ = 2MnO4- + 5Pb2+ + 2H20

−

Ph¶n øng t¹o phøc. VÝ dô:

Hg2+ + 4I- = [HgI4]2-

b. Ph¶n øng theo môc ®Ých ph©n tÝch:

−

Ph¶n øng t¸ch: Nh»m chia c¸c chÊt, c¸c ion thµnh nh÷ng nhãm nhá,

hay ®Ó t¸ch riªng mét ion, mét chÊt dïng cho ph¶n øng x¸c ®Þnh.

−

Ph¶n øng ®Æc tr−ng hay x¸c ®Þnh: Nh»m t×m mét ion khi nã ®· ®−îc

c« lËp hay khi cßn trong hçn hîp.

−

Ph¶n øng t¹o ®iÒu kiÖn cho t¸ch vµ x¸c ®Þnh, nh−:

+ Ph¶n øng “khãa” hay lo¹i ion c¶n trë.

+ Ph¶n øng “më khãa” hoÆc ph¸ phøc ®Ó gi¶i phãng ion cÇn t×m.

+ Ph¶n øng ®iÒu chØnh pH m«i tr−êng ®Ó hßa tan, kÕt tña hoÆc trung

hßa chÊt cÇn ph©n tÝch.

2.2 §é nh¹y vµ tÝnh ®Æc hiÖu cña ph¶n øng

C¸c ph¶n øng dïng trong ph©n tÝch ®Þnh tÝnh cÇn ph¶i nhanh, nh¹y,

®Æc hiÖu, cã dÊu hiÖu dÔ nhËn biÕt (nh− kÕt tña, t¹o mµu, mµu thay ®æi

trong c¸c dung m«i hay ®iÒu kiÖn ph¶n øng, sinh khÝ cã ®Æc ®iÓm riªng ...),

x¶y ra hoµn toµn. Tuy nhiªn, tïy theo môc ®Ých ph©n tÝch mµ ph¶n øng

®−îc lùa chän chØ cÇn ®¹t mét vµi yªu cÇu cô thÓ, kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i cã

®ñ c¸c ®Æc tÝnh ®· nªu. Ch¼ng h¹n, khi t¸ch riªng mét ion b»ng c¸ch kÕt

tña th× ph¶n øng ph¶i hoµn toµn. Nh−ng chØ ®Ó ®Þnh tÝnh ion ®ã th× kh«ng

cÇn ph¶i nh− vËy.

Hai yªu cÇu quan träng ®èi víi mét ph¶n øng ®Þnh tÝnh lµ ®é nh¹y vµ

tÝnh ®Æc hiÖu.

2.2.1. §é nh¹y cña ph¶n øng: Lµ l−îng chÊt tèi thiÓu cã thÓ ph¸t hiÖn ®−îc

b»ng ph¶n øng ®ã trong nh÷ng ®iÒu kiÖn x¸c ®Þnh. Cã 2 c¸ch biÓu thÞ ®é nh¹y:

a. §é nh¹y tuyÖt ®èi hay giíi h¹n ph¸t hiÖn: Lµ l−îng chÊt nhá nhÊt,

th−êng tÝnh b»ng microgam (1 mcg = 10-6 g)trong mét mÉu ®em thö, cßn

®−îc ph¸t hiÖn b»ng mét ph¶n øng nµo ®ã.

b. §é nh¹y t−¬ng ®èi: Lµ nång ®é giíi h¹n (hay ®é pha lo·ng giíi h¹n),

th−êng tÝnh theo g/mL, cßn ®−îc ph¸t hiÖn b»ng mét ph¶n øng trong ®iÒu

kiÖn x¸c ®Þnh.

VÝ dô: Ph¶n øng kÕt tña x¸c ®Þnh Na+ b»ng thuèc thö Streng trong

èng nghiÖm cã ®é nh¹y tuyÖt ®èi lµ 10 mcg, nghÜa lµ tèi thiÓu ph¶i cã 10

mcg Na+ trong mét mÉu ®em thö. MÆt kh¸c, ®Ó quan s¸t ®−îc râ rµng trong

èng nghiÖm th× thÓ tÝch dung dÞch mÉu ®em thö Ýt nhÊt lµ 0,5 mL. V× vËy,

®é nh¹y t−¬ng ®èi b»ng 2.10-5 g (Na+)/mL.

Còng ph¶n øng ®ã nh−ng thùc hiÖn b»ng c¸ch soi tinh thÓ d−íi kÝnh

hiÓn vi, th× thÓ tÝch dung dÞch mÉu thö chØ cÇn 0,001 mL, theo ®ã ®é nh¹y

t−¬ng ®èi vÉn lµ 2.10-5 g/mL (hay ®é pha lo·ng lµ 1/50.000 so víi ®¬n vÞ

nång ®é g/mL), nh−ng ®é nh¹y tuyÖt ®èi sÏ lµ 0,02 mcg (nh¹y h¬n 500 lÇn

so víi ph¶n øng trong èng nghiÖm).

Ngoµi ra, ®é nh¹y cßn chÞu ¶nh h−ëng cña c¸c yÕu tè nhiÖt ®é, nång ®é

thuèc thö, sù cã mÆt cña c¸c ion l¹...

Cã mét sè c¸ch ®Ó lµm t¨ng ®é nh¹y cña ph¶n øng. Ch¼ng h¹n, dung

dÞch iod rÊt lo·ng trong n−íc cã mµu vµng khã nhËn biÕt, nh−ng khi chiÕt

iod vµo cloroform mµu tÝm xuÊt hiÖn rÊt râ rµng.

2.2.2. TÝnh ®Æc hiÖu cña ph¶n øng: Lµ trong nh÷ng ®iÒu kiÖn x¸c ®Þnh, cã

thÓ dïng ph¶n øng (hay thuèc thö) ®ã ®Ó x¸c ®Þnh mét chÊt khi cã mÆt c¸c

chÊt kh¸c. TÝnh ®Æc hiÖu cña mét ph¶n øng cã thÓ biÓu thÞ b»ng gi¸ trÞ:

mÆt cã cïngl¹ ion L−îng

ph¸t hiÖn cÇn ion L−îng

TÊt nhiªn, F cµng nhá, ph¶n øng cµng ®Æc hiªu.

VÝ dô: KI lµ thuèc thö ®Æc hiÖu cña ion Hg2+ v× nã cho tña mµu ®á son

HgI2 rÊt dÔ nhËn ra, dï nång ®é Hg2+ rÊt nhá n»m lÉn trong nhiÒu ion kh¸c.

H¬n n÷a mµu ®á dÔ dµng biÕn mÊt nÕu cho d− KI do t¹o thµnh phøc

[HgI4]2- tan vµ kh«ng mµu.

2.3. Thuèc thö trong c¸c ph¶n øng ®Þnh tÝnh

§é tinh khiÕt lµ yªu cÇu quan träng nhÊt. C¸c thuèc thö hãa häc xÕp

theo ®é tinh khiÕt t¨ng dÇn nh− sau:

−

Lo¹i kü thuËt th−êng ®Ó lµm nguyªn liÖu ban ®Çu.

−

Lo¹i tinh khiÕt ®Ó thö nghiÖm hãa häc nãi chung.

−

Lo¹i tinh khiÕt hãa häc ®Ó lµm chÊt chuÈn.

−

Thuèc thö nhãm: Lµ thuèc thö cã t¸c dông gièng nhau lªn mét nhãm

c¸c ion. VÝ dô, HCl lµ thuèc thö cña nhãm Ag+, Pb2+, Hg22+.

−

Thuèc thö chän läc: Lµ thuèc thö cã t¸c dông gièng nhau trªn mét sè

h¹n, NH3 cã thÓ t¹o phøc tan vµ kh«ng mµu víi mét sè ion ë nhiÒu

−

Thuèc thö ®Æc hiÖu hay thuèc thö riªng: Lµ thuèc thö chØ cho ph¶n

øng ®Æc hiÖu víi mét ion hoÆc víi mét chÊt. VÝ dô, hå tinh bét cho mµu

xanh chØ víi iod, dimethyglyoxim trong m«i tr−êng amoniac t¹o thµnh

chØ víi ion Ni2+ mét kÕt tña mµu ®á hång.

Đại cương về phân tích định tính các ion trong dung dịch

Giới thiệu

Về chúng tôi

Việc làm

Quảng cáo

Liên hệ

Chính sách

Thoả thuận sử dụng

Chính sách bảo mật

Chính sách hoàn tiền

DMCA

Hỗ trợ

Hướng dẫn sử dụng

Đăng ký tài khoản VIP

093 303 0098

support@tailieu.vn

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi

Facebook

Youtube

TikTok