Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
----------------o0o-------------
TRẦN THỊ HẢI OANH
XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ CÂN BẰNG
CỦA AXIT AXETIC VÀ NH3 TỪ DỮ
LIỆU THỰC NGHIỆM ĐO pH BẰNG
PHƢƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH
Chuyên ngành: HÓA HỌC PHÂN TÍCH
Mã số : 60.44.29
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học : PGS.TS ĐÀO THỊ PHƢƠNG DIỆP
THÁI NGUYÊN - 2010
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
LỜI CẢM ƠN
Luận văn đƣợc hoàn thành tại phòng thí nghiệm Hóa phân tích
Trƣờng Đại học Sƣ phạm 1 Hà Nội.
Bằng tấm lòng trân trọng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới
PGS. TS Đào Thị Phƣơng Diệp - ngƣời Thầy đã tận tình hƣớng dẫn êm
trong suốt quá trình làm luận văn.
Em xin trân trọng cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Hóa học và các thầy
cô giáo trong tổ bộ môn Hóa phân tích Trƣờng Đại học Sƣ phạm 1 Hà Nội,
Ban chủ nhiệm khoa Hóa học và các thầy cô giáo trong tổ bộ môn Hóa
phân tích Trƣờng Đại học Sƣ phạm Thái Nguyên, đã giúp đỡ và tạo mọi
điều kiện thuận lợi cho em trong suôt quá trình làm thực nghiệm.
Tôi xin chân thành cảm ơn BGH Trƣờng THPT Định Hóa , các
đồng nghiệp, bạn bè và ngƣời thân đã ủng hộ và động viên tôi hoàn
thành luận văn.
Thái Nguyên, ngày 20 tháng 8 năm 2010
Trần Thị Hải Oanh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ................................................................................................... 1
Phần I: TỔNG QUAN .............................................................................. 4
I.1. Cân bằng và hoạt độ ........................................................................... 4
I.1.1. Định luật tác dụng khối lƣợng [6] .................................................. 4
I.1.2. Hoạt độ và hệ số hoạt độ [4] ......................................................... 6
I.1.2.1. Định nghĩa, ý nghĩa của hoạt độ và hệ số hoạt độ [4]............... 6
I.1.2.2. Hệ số hoạt độ của các ion riêng biệt và các phương trình
kinh nghiệm đánh giá hệ số hoạt độ của ion [1] ....................... 7
I.1.3. Phương pháp thực nghiệm đánh giá hệ số hoạt độ ion
– Phương pháp Kamar [17] ................................................... 10
I.2. Các phương pháp xác định hằng số cân bằng ................................ 13
I.2.1. Tính hằng số cân bằng nồng độ
C
sau đó ngoại suy về lực
ion I = 0 để đánh giá hằng số cân bằng nhiệt động
a
................ 13
I.2.2. Phƣơng pháp Kamar đánh giá hằng số phân li axit [16] .............. 14
I.2.3. Các phƣơng pháp thực nghiệm [7] .............................................. 16
I.2.3.1. Phương pháp độ dẫn điện........................................................ 16
I.2.3.2. Phương pháp đo điện thế .......................................................... 17
I.2.3.3. Phương pháp quang học ........................................................... 18
I.2.4. Một số phƣơng pháp hoá tin ........................................................ 19
I.2.4.1. Phương pháp đơn hình [7] ...................................................... 19
I.2.4.2. Phương pháp bình phương tối thiểu [10] ................................. 19
I.2.4.3. Phương pháp hồi qui phi tuyến [7] ........................................... 20
Phần II: THỰC NGHIỆM ................................................................. 22
II.1. Hóa chất - dụng cụ ...................................................................... 22
II.2.Tiến hành thực nghiệm ................................................................ 22
II.2.1. Đối với dung dịch nghiên cứu CH3COOH ................................. 23
II.2.1.1.Pha chế dung dịch .................................................................... 23
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
II.2.1.2 Chuẩn độ thể tích xác định nồng độ của các dung dịch ............ 23
II.2.1.3. Pha chế dung dịch CH3COOH ........................................... 25
II.2.1.4. Chuẩn độ điện thế đo pH của dung dịch axit axetic
bằng NaOH ........................................................................ 26
II.2.2. Dung dịch nghiên cứu NH3 ........................................................ 28
II.2.2.1.Pha chế dung dịch .................................................................... 28
II.2.2.2 Chuẩn độ thể tích xác định nồng độ của các dung dịch ............ 28
II.2.2.3. Pha chế dung dịch NH3 ..................................................... 30
II.2.1.4. Chuẩn độ điện thế đo pH của dung dịch NH3 bằng HCl ...... 31
Phần III: ÁP DỤNG PHƢƠNG PHÁP ĐƠN HÌNH ĐỂ XÁC
ĐỊNH HẰNG SỐ CÂN BẰNG CỦA AXIT AXETIC VÀ NH
4
TỪ DỮ LIỆU pH THỰC NGHIỆM. ..................................................... 33
III.1 Nội dung của phương pháp đơn hình[7] .................................... 33
III.2 Nguyên tắc của thuật toán .......................................................... 35
III.3. Thiết lập phương trình tính hằng số cân bằng của các đơn
axit, đơn bazơ trong hỗn hợp .................................................... 36
III.4.Các bước tiến hành đánh giá đồng thời các hằng số phân
li axit trong hỗn hợp các đơn axit, đơn bazơ bất kỳ theo
phương pháp đơn hình. ............................................................. 38
III.4.1. Các bƣớc tính lặp ................................................................... 38
III.4.2.Sơ đồ khối ............................................................................... 42
III.5. Kết quả và thảo luận .................................................................. 43
III.5.1. Đánh giá độ chính xác của kết quả thực nghiệm đo pH ............. 43
III.5.2.Xác định điểm tƣơng đƣơng dựa vào kết quả thực nghiệm ....... 46
III..5.3.Áp dụng thuật toán đơn hình để xác định HSCB của
CH3COOH .................................................................................... 49
III.5.3.1.Xác định HSCB của axit axetic từ giá trị thực nghiệm
đo pH của dung dịch CH3COOH .................................... 49
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
III.5.3.2.Xác định HSCB của axit axetic từ giá trị thực
nghiệm đo pH của dung dịch CH3COO- thu được tại
điểm tương đương bằng phương pháp chuẩn độ
điện thế ........................................................................... 51
III..5.4.Áp dụng thuật toán đơn hình để xác định HSCB của NH3 ....... 52
III.5.4.1.Xác định HSCB của NH3 từ giá trị thực
nghiệm đo pH của dung dịch NH3 ................................... 52
III.5.4.2.Xác định HSCB của NH3 từ giá trị thực nghiệm
đo pH của dung dịch NH
4
thu được tại điểm tương
đương bằng trong quá trình chuẩn độ điện thế dung
dịch NH3 ........................................................................ 54
III.5.5. Khảo sát ảnh hƣởng của việc chọn nghiệm đầu pK và giá
trị biến thiên
pK đến khả năng và tốc độ hội tụ ...................... 56
III.3.3. Ảnh hƣởng của kết quả chuẩn độ đo pH đến độ chính xác
của kết quả nghiện cứu ............................................................. 54
KẾT LUẬN ......................................................................................... 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................. 62
PHỤ LỤC ............................................................................................ 64