pha c¸c dung dÞch chuÈn ®é
Môc tiªu
1. Tr×nh bµy ®−îc ®Þnh nghÜa dung dÞch chuÈn, øng dông vµ yªu cÇu khi pha chÕ.
2. Nªu vµ vËn dông ®−îc ba c¸ch pha dung dÞch chuÈn.
3. BiÕt sö dông hÖ sè hiÖu chØnh K vµ ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh nång ®é khi pha chÕ
dung dÞch chuÈn ®é.
1. kh¸i niÖm vÒ dung dÞch chuÈn
Dung dÞch chuÈn lµ nh÷ng dung dÞch ®· biÕt nång ®é chÝnh x¸c,
th−êng dïng ®Ó x¸c ®Þnh nång ®é c¸c dung dÞch kh¸c.
Trong ph©n tÝch ®Þnh l−îng, nång ®é dung dÞch chuÈn hay ®−îc biÓu
thÞ d−íi d¹ng nång ®é ®−¬ng l−îng (N) hoÆc nång ®é mol/L (M).
Khi pha dung dÞch chuÈn, cÇn l−u ý tÝnh chÊt hãa häc cña chÊt cÇn
pha, ®Ó lùa chän ®iÒu kiÖn (dung m«i, nhiÖt ®é,..) thÝch hîp. ThÝ dô
khi pha KMnO4 hay Na2S2O3 cÇn dïng n−íc míi ®un s«i ®Ó nguéi ®Ó
tr¸nh sù ph©n hñy.
Nång ®é dung dÞch chuÈn khi pha kh«ng ®−îc phÐp chªnh lÖch v−ît
qu¸ ± 10% so víi yªu cÇu (th«ng th−êng chØ chªnh lÖch ± 3%) vµ sai sè
pha kh«ng ®−îc v−ît qu¸ ± 0,2%.
Nh÷ng dung dÞch chuÈn khi ®Ó l©u cã thÓ bÞ thay ®æi nång ®é, do ®ã
ph¶i ®Þnh kú x¸c ®Þnh l¹i.
2. C¸c c¸ch pha dung dÞch chuÈn
Th−êng cã ba c¸ch pha c¸c dung dÞch chuÈn.
2.1. Pha chÕ tõ chÊt chuÈn gèc
Tiªu chuÈn tèi thiÓu cña mét chÊt chuÈn gèc:
161
Mét chÊt ®−îc dïng lµm chÊt gèc trong ph−¬ng ph¸p chuÈn ®é cÇn
®¸p øng ®−îc ba yªu cÇu sau:
−
Tinh khiÕt (t¹p chÊt < 0,1%).
−
Cã thµnh phÇn hãa häc øng ®óng c«ng thøc.
−
BÒn v÷ng (Ýt hoÆc kh«ng bÞ ph©n hñy) khi ch−a pha còng nh− khi ®·
pha thµnh dung dÞch.
Khi cã hãa chÊt gèc chØ viÖc tÝnh to¸n l−îng chÊt cÇn pha vµ c©n trªn
c©n ph©n tÝch (cã ®é chÝnh x¸c ± 0,0002g) råi ®em hßa tan trong dung m«i
(th−êng lµ n−íc) võa ®ñ thÓ tÝch theo yªu cÇu (dïng b×nh ®Þnh møc). Sau
khi pha xong ®−îc dung dÞch cã nång ®é chÝnh x¸c.
Dung dÞch chuÈn pha tõ chÊt gèc, cßn ®−îc gäi lµ dung dÞch gèc.
Khi l−îng c©n vµ thÓ tÝch thùc kh¸c víi l−îng c©n vµ thÓ tÝch tÝnh theo
lý thuyÕt th× sö dông hÖ sè hiÖu chØnh K.
lt
th
thlt
ltth
N
N
.Va
.Va
K==
ThÝ dô: Pha 100,0 mL dung dÞch H2C2O4 0,100N tõ chÊt gèc H2C2O4.2H2O
nh− sau:
−
TÝnh to¸n: 63,03
2
M
EO.2HOCH 2422 ==
Tõ c«ng thøc ⇒×= 1000
E.V
a
N l−îng c©n acid oxalic cÇn lµ
0,6303g
1000 10063,030,1
1000
N.E.V
aO.2HOCH 2422 =
×
×
==
−
Pha dung dÞch: C©n chÝnh x¸c trªn c©n ph©n tÝch 0,6303g
H2C2O4.2H2O sau ®ã ®em hoµ tan trong n−íc cho ®ñ 100,0 mL (dïng
b×nh ®Þnh møc). Ta ®−îc dung dÞch H2C2O4 0,1000N.
Chó ý: NÕu l−îng c©n kh¸c 0,6303, gi¶ sö lµ 0,6408 g khi ®ã tÝnh hÖ sè
hiÖu chØnh K = 1,016
0,6303
0,6404 = tdung dÞch pha ®−îc cã nång ®é chÝnh x¸c
lµ 0,1000 × K = 0,1016
NÕu thÓ tÝch pha thùc kh¸c 100,0 mL, gi¶ sö lµ 99,5 mL lóc ®ã ph¶i
tÝnh hÖ sè hiÖu chØnh K thªm c¶ yÕu tè thÓ tÝch
1,021
99,5
100
0,6303
0,6404
V
V
m
m
K
th
lt
lt
th =×=×= t dung dÞch pha ®−îc cã nång
®é chÝnh x¸c lµ 0,1000 × K = 0,1021N.
162
−
ViÖc ¸p dông hÖ sè hiÖu chØnh K gióp:
TÝnh nhanh nång ®é dung dÞch gèc Nth = Nlt.K
Sö dông chØ dÉn trong d−îc ®iÓn: Th−êng trong d−îc ®iÓn sau mçi
phÐp ®Þnh l−îng chØ râ 1 mL dung dÞch chuÈn A 0,1N t−¬ng øng víi b (g)
chÊt cÇn x¸c ®Þnh B. Thùc chÊt lµ B
E
1000
101
b×
×
=,. Do vËy nÕu phÐp ®Þnh
l−îng hÕt VA( mL) ta tÝnh ngay sè gam chÊt B cã trong mÉu lµ VA.b (g) (nÕu
chÊt A cã nång ®é kh¸c 0,1N, khi ®ã sè gam chÊt B cã trong mÉu sÏ lµ
VA.b.K gam)
2.2. Pha chÕ tõ chÊt kh«ng ph¶i lµ chÊt gèc (Pha gi¸n tiÕp)
Ta còng tÝnh to¸n nh− pha tõ chÊt gèc, nh−ng khi c©n, pha kh«ng cÇn
dïng c©n ph©n tÝch vµ b×nh ®Þnh møc (chØ cÇn dïng c©n kü thuËt víi sai sè
± 0,01g vµ b×nh cã thÓ tÝch gÇn ®óng). Dung dÞch sau khi pha cã nång ®é
gÇn ®óng so víi yªu cÇu, ta ph¶i x¸c ®Þnh l¹i nång ®é dung dÞch nµy b»ng
mét dung dÞch chuÈn kh¸c ®· biÕt nång ®é. Tõ ®ã biÕt ®−îc nång ®é chÝnh
x¸c cña dung dÞch ®· pha.
ThÝ dô:
Pha 1 lÝt dung dÞch NaOH 0,1N
−
NaOH lµ mét hãa chÊt kh«ng tháa m·n chÊt gèc v× dÔ hót Èm, dÔ bÞ
carbonat hãaz... do ®ã ph¶i pha gi¸n tiÕp.
−
TÝnh to¸n: ENaOH = M = 40
Tõ c«ng thøc ⇒×= 1000
E.V
a
N§Ó pha 100 mL dung dÞch NaOH 0,1N,
l−îng c©n NaOH cÇn lµ:
4
10001000400,1
1000
N.E.V
a=
×
×
== (g)
−
C¸ch pha: C©n trªn c©n kü thuËt 4,00g NaOH, cho vµo cèc vµ thªm Ýt
n−íc cÊt l¾c röa nhanh (®Ó lo¹i cacbonat ë bªn ngoµi), sau ®ã hoµ tan
trong n−íc vµ thªm ®ñ kho¶ng 1lÝt, ta ®−îc dung dÞch NaOH cã nång
®é gÇn ®óng 0,1N. X¸c ®Þnh l¹i nång ®é dung dÞch NaOH võa pha
b»ng mét dung dÞch H2C2O4 ®· biÕt nång ®é. Tõ ®ã x¸c ®Þnh ®−îc nång
®é chÝnh x¸c cña dung dÞch NaOH.
NaOH
oxox
NaOH V.NV
N=
Trong ®ã:
- Vox: ThÓ tÝch dung dÞch acid oxalic ®· dïng (lÊy b»ng pipet chÝnh x¸c)
163
- Nox: nång ®é dung dÞch acid oxalic ®· biÕt.
- VNaOH: ThÓ tÝch dung dÞch NaOH ®· dïng (®äc trªn buret)
Dung dÞch chuÈn NaOH pha ®−îc cã 0,1
N
N
N
KNaOH
lt
th ==
Yªu cÇu K = 1,000 ± (10%), tèt nhÊt K = 1,000 ± (3%)
2.3. Pha tõ èng chuÈn (thùc chÊt gièng pha tõ chÊt gèc)
HiÖn nay, ®Ó t¹o thuËn lîi cho ng−êi sö dông, ng−êi ta tÝnh to¸n, c©n
s½n mét l−îng ho¸ chÊt gèc cho vµo ®å bao gãi thÝch hîp (gäi lµ èng chuÈn)
vµ cã chØ dÉn pha cho mét thÓ tÝch x¸c ®Þnh nµo ®ã. ThÝ dô nh·n èng chuÈn
pha HCl 0,1N cña ViÖn kiÓm nghiÖm - Bé y tÕ.
ViÖn kiÓm nghiÖm - Bé y tÕ
èng chuÈn ®é Acid hydrocloric
HCl 0,1N
Pha võa ®ñ 1000 mL
Sè SX: H¹n dïng:
Khi pha dïng dông cô ®ôc èng, hßa tan hÕt l−îng hãa chÊt trong n−íc
(hoÆc dung m«i thÝch hîp) cho ®ñ thÓ tÝch theo chØ dÉn (dïng b×nh ®Þnh
møc) ta sÏ ®−îc dung dÞch chuÈn cã nång ®é nh− ghi trªn nh·n.
2.4. C¸ch ®iÒu chØnh nång ®é dung dÞch
Trong thùc tÕ, khi pha dung dÞch chuÈn hay khi ®Þnh kú kiÓm tra x¸c
®Þnh l¹i, nÕu thÊy nång ®é dung dÞch ®Æc qu¸ so víi lý thuyÕt (K > 1,000 +
(10%) th× ph¶i ®iÒu chØnh b»ng c¸ch pha lo·ng víi n−íc, ng−îc l¹i nÕu dung
dÞch lo·ng qu¸ (K < 1,000 – (10%) th× ph¶i ®iÒu chØnh b»ng c¸ch thªm ho¸
chÊt cÇn pha. C¸ch tÝnh l−îng n−íc cÇn pha lo·ng, l−îng hãa chÊt cÇn
thªm nh− sau:
ThÓ tÝch n−íc cÇn thªm tÝnh theo c«ng thøc:
1,000)(KV OH2
−
=
.V®c
Trong ®ã:
OH2
V: ThÓ tÝch n−íc cÇn thªm (mL)
K: HÖ sè hiÖu chØnh cña dung dÞch cÇn ®iÒu chØnh
V
®c: ThÓ tÝch dung dÞch ®· cã cÇn ®iÒu chØnh
164
ThÝ dô: Cã 600 mL HCl 0,1N víi K = 1,105. TÝnh thÓ tÝch n−íc cÇn
thªm vµo lµ:
OH2
V= (1,105 - 1,000) × 600 = 63 ( mL)
L−îng ho¸ chÊt cÇn thªm tÝnh theo c«ng thøc:
1000
K).a(1,000
m
−
=.V®c
Trong ®ã:
- m: sè gam ho¸ chÊt cÇn thªm vµo
- K: hÖ sè hiÖu chØnh cña dung dÞch cÇn ®iÒu chØnh
- a: sè gam hãa chÊt cã trong 1 lÝt dung dÞch theo lý thuyÕt (a = N.E)
- V®c: thÓ tÝch dung dÞch ®· cã cÇn ®iÒu chØnh
ThÝ dô: Cã 800 mL dung dÞch NaCl 0,1N víi K = 0,978 th× l−îng NaCl
cÇn thªm vµo lµ: a = N.E = 0,1.58,5 = 5,85
0,1003g800
1000
5,850,978)(1,000
m=×
×
−
=⇒
Chó ý: Sau khi ®iÒu chØnh nh− trªn, ph¶i tiÕn hµnh chuÈn ®é l¹i ®Ó
x¸c ®Þnh chÝnh x¸c hÖ sè hiÖu chØnh K cña dung dÞch thu ®−îc.
3. Pha mét sè dung dÞch chuÈn
3.1. Pha dung dÞch chuÈn HCl 0,1N tõ HCl ®Æc
Acid clohydric ®Æc cã khèi l−îng riªng d = 1,18; nång ®é 38 % th−êng
kh«ng ®¹t tiªu chuÈn chÊt gèc. Do ®ã, ph¶i ¸p dông c¸ch pha gi¸n tiÕp: pha
gÇn ®óng, sau ®ã x¸c ®Þnh l¹i nång ®é b»ng mét dung dÞch chuÈn kh¸c cã
tÝnh base ®· biÕt nång ®é.
§Ó pha gÇn ®óng, cÇn tÝnh thÓ tÝch HCl ®Æc cÇn lÊy ®Ó pha trong mét
thÓ tÝch nµo ®ã.
ThÝ dô: §Ó pha 1lÝt dung dÞch HCl 0,1N ta tÝnh nh− sau:
BiÕt EHCl = MHCl = 36,5
L−îng HCl cÇn: ga 65,3
100010005,361,0
1000
N.E.V =
×
×
==
t ThÓ tÝch HCl ®Æc t−¬ng øng:
mL 8100
381,18
3,65
.100
d.C
a
Vd
HCl =×
×
==
165