intTypePromotion=1

Tài liệu: Hóa phân tích

Chia sẻ: Chu Văn Thắng Doremon | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:56

0
155
lượt xem
51
download

Tài liệu: Hóa phân tích

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hóa học phân tích, hiểu theo nghĩa rộng, không những chỉ là khoa học về phương pháp phân tích và định lượng các chất thể mà còn là khoa học về các phương pháp kiểm tra những quá trình hóa lý và kỹ thuật hóa học

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Tài liệu: Hóa phân tích

  1. Hoùa phaân tích CHÖÔNG 1. ÑAÏI CÖÔNG VEÀ HOÙA PHAÂN TÍCH I. NOÄI DUNG VAØ YEÂU CAÀU CUÛA HOÙA PHAÂN TÍCH Hoùa hoïc phaân tích, hieåu theo nghóa roäng, khoâng nhöõng chæ laø khoa hoïc veà caùc phöông phaùp phaân tích ñònh tính vaø ñònh löôïng caùc chaát maø coøn laø khoa hoïc veà caùc phöông phaùp kieåm tra nhöõng quaù trình hoùa lyù vaø kyõ thuaät hoùa hoïc. Phaân tích ñònh tính (PTÑT) nhaèm xaùc ñònh söï hieän dieän cuûa caùc caáu töû (ion, nguyeân toá hay nhoùm nguyeân toá) trong maãu phaân tích vaø ñoàng thôøi ñaùnh giaù sô boä haøm löôïng cuûa chuùng: ña löôïng, vi löôïng, veát, … PTÑT phaàn lôùn döïa vaøo söï chuyeån chaát phaân tích thaønh moät chaát môùi naøo ñoù coù nhöõng tính chaát ñaëc tröng nhö coù maøu, coù caáu truùc tinh theå hoaëc voâ ñònh hình, coù traïng thaùi vaät lyù nhaát ñònh… Phaân tích ñònh löôïng (PTÑL) coù nhieäm vuï xaùc ñònh chính xaùc haøm löôïng cuûa nhöõng caáu töû trong maãu. Phöông phaùp PTÑL döïa treân pheùp ño caùc thuoäc tính hoùa hoïc, vaät lyù hoaëc hoùa lyù cuûa caùc chaát hoaëc cuûa caùc phaûn öùng hoùa hoïc. Caùc phöông phaùp PTÑL bao goàm PPHH, PPVL, PPHL. Vai troø chuû yeáu cuûa hoùa phaân tích laø PTÑL. Tuy nhieân trong thöïc teá muoán xaùc ñònh haøm löôïng moät maãu chöa bieát thaønh phaàn raát phöùc taïp, vì söï coù maët cuûa ion hay nguyeân toá naøy thöôøng caûn trôû vieäc xaùc ñònh caáu töû khaùc. Do ñoù, duø coù yeâu caàu hay khoâng, vôùi moät maãu chöa bieát thaønh phaàn phaûi tieán haønh phaân tích ñònh tính tröôùc ñeå coù theå choïn ñöôïc phöông phaùp PTÑL thích hôïp vaø cho keát quaû chính xaùc. Caùc phöông phaùp phaân tích ñònh tính vaø ñònh löôïng cho pheùp xaùc ñònh haøm löôïng caùc nguyeân toá rieâng reõ trong caùc chaát phaân tích ñöôïc goïi laø phöông phaùp phaân tích nguyeân toá, ñeå xaùc ñònh caùc nhoùm chöùc ñöôïc goïi laø phaân tích nhoùm chöùc. Döïa vaøo caùc PPPT, ngöôøi ta ñaõ tìm ra nhöõng ñònh luaät hoùa hoïc quan troïng nhö ñònh luaät thaønh phaàn khoâng ñoåi, ñònh luaät tæ leä boäi, ñònh luaät taùc duïng ñöông löôïng, xaùc ñònh caùc nguyeân töû khoái cuûa moät soá nguyeân toá, thaønh laäp ñöôïc coâng thöùc hoùa hoïc cuûa raát nhieàu hôïp chaát …. Hoùa hoïc phaân tích taïo ñieàu kieän thuaän lôïi cho vieäc phaùt trieån caùc moân khoa hoïc töï nhieân nhö ñòa hoùa hoïc, ñòa chaát hoïc, khoaùng vaät hoïc, vaät lyù hoïc, sinh vaät hoïc, y hoïc, hoùa kyõ thuaät, coâng nghieäp luyeän kim,… vaø hoùa hoïc phaân tích coøn laø cô sôû cho vieäc kieåm nghieäm hoùa hoïc trong nghieân cöùu, saûn xuaát (kieåm tra nguyeân lieäu, baùn thaønh phaåm, thaønh phaåm), xaây döïng caùc phöông phaùp kieåm tra töï ñoäng caùc quaù trình kyõ thuaät.… Vai troø cuûa hoùa phaân tích ngaøy caøng cao cuõng coù nghóa laø caùc yeâu caàu ñoái vôùi ngaønh vaø ngöôøi laøm coâng taùc phaân tích ngaøy caøng khaét khe hôn. Vôùi ngaønh phaân tích, phaûi luoân luoân phaùt trieån haàu theo kòp ñaø phaùt trieån cuûa caùc ngaønh khaùc. Vôùi ngöôøi phaân tích, do coù söï töông quan giöõa caùc ngaønh khoa hoïc töï nhieân neân ngöôøi phaân tích phaûi coù kieán thöùc veà caùc moân toaùn, lyù, hoùa ñaïi cöông, hoùa voâ cô, hoùa lyù vaø tin hoïc ñeå coù theå naém vöõng nguyeân taéc cuûa caùc 1
  2. Hoùa phaân tích phöông phaùp vaø coù theå ñi saâu vaøo caùc phöông phaùp môùi döïa treân caùc caên baûn saün coù. Ngoaøi ra, trong phaàn thöïc nghieäm, ngöôøi phaân tích caàn coù nhöõng ñaïo ñöùc nhö caån thaän, kieân nhaãn, chính xaùc, saïch seõ, trung thöïc vaø coù khaû naêng phaùn ñoùan keát quaû phaân tích. II. PHAÂN LOAÏI CAÙC PHÖÔNG PHAÙP PHAÂN TÍCH (PPPT) Coù nhieàu caùch phaân loïai caùc phöông phaùp phaân tích, trong ñoù phoå bieán nhaát laø caùch phaân loaïi döïa vaøo baûn chaát (hay ñaëc ñieåm) cuûa phöông phaùp hoaëc döïa vaøo haøm löôïng cuûa caáu töû trong maãu phaân tích. II.1. Phaân loaïi theo baûn chaát cuûa phöông phaùp Khi phaân loaïi theo baûn chaát cuûa phöông phaùp, hoùa phaân tích bao goàm caùc phöông phaùp sau: Phöông phaùp hoùa hoïc (PPHH) Duøng phaûn öùng hoùa hoïc ñeå chuyeån caáu töû khaûo saùt thaønh hôïp chaát môùi maø vôùi tính chaát ñaëc tröng naøo ñoù cuûa hôïp chaát môùi, ta coù theå xaùc ñònh ñöôïc söï hieän dieän vaø haøm löôïng cuûa caáu töû khaûo saùt. Ví duï: trong moâi tröôøng ammoniac, vôùi haøm löôïng thích hôïp Ni2+ tham gia phaûn öùng hoùa hoïc vôùi dimetyl glyoxim (DMG) cho xuaát hieän keát tuûa maøu ñoû son. Nhö vaäy, khi cho dung dòch DMG taùc duïng vôùi dung dòch phaân tích: - Neáu dung dòch (DD) coù xuaát hieän tuûa ñoû son, keát luaän coù Ni2+ trong DD phaân tích (ñònh tính). - Taùch vaø caân tuûa ta xaùc ñònh ñöôïc haøm löôïng Ni2+ trong maãu (ñònh löôïng). Phöông phaùp vaät lyù (PPVL) Phöông phaùp vaät lyù laø caùc PPPT duøng ñeå phaùt hieän hoaëc xaùc ñònh thaønh phaàn cuûa chaát caàn nghieân cöùu maø khoâng caàn phaûi söû duïng caùc phaûn öùng hoùa hoïc. Caùc phöông phaùp naøy coù theå laø caùc phöông phaùp döïa treân vieäc nghieân cöùu caùc tính chaát quang, ñieän, töø, nhieät hoaëc caùc tính chaát vaät lyù khaùc. PPVL coù 1 soá öu ñieåm so vôùi caùc PPHH nhö coù theå taùch ñöôïc caùc nguyeân toá khoù bò taùch bôûi PPHH, deã aùp duïng cho caùc quaù trình töï ñoäng hoùa. Phöông phaùp hoùa lyù (PPHL) Phöông phaùp hoùa lyù laø PPPT döï treân söï keát hôïp giöõa PPVL vaø PPHH: sau khi thöïc hieän phaûn öùng hoùa hoïc giöõa caáu töû khaûo saùt vaø thuoác thöû, döïa vaøo vieäc khaûo saùt lyù tính cuûa hôïp chaát thu ñöôïc hay DD taïo ra ñeå ñònh tính hoaëc ñònh löôïng maãu. Maëc duø xuaát hieän khaù laâu sau PPPT hoùa hoïc, caùc phöông phaùp hoùa lyù laïi ñöôïc phaùt trieån vaø hieän ñaïi hoùa vôùi toác ñoä raát nhanh, ñöôïc söû duïng ngaøy caøng roäng raõi trong caùc phoøng thí nghieäm nghieân cöùu khoa hoïc vaø trong caû phoøng thí nghieäm nhaø maùy, xí nghieäp. Nguyeân taéc chung cuûa phöông phaùp laø duøng bieän phaùp thích hôïp taùc ñoäng leân ñoái töôïng nghieân cöùu vaø ghi nhaän söï thay ñoåi caùc tham soá hoùa lyù cuûa ñoái töôïng nghieân cöùu sau khi taùc ñoäng. Ñeå quan saùt vaø ghi nhaän caùc tham soá hoùa lyù ñoøi hoûi phaûi söû duïng caùc duïng cuï vaø 2
  3. Hoùa phaân tích thieát bò khaù tinh vi, phöùc taïp. Vì lyù do naøy, caùc PPPT vaät lyù vaø hoùa lyù thöôøng ñöôïc goïi laø PPPT duïng cuï hoaëc goïi theo thoùi quen laø PPPT hoùa lyù. Caùc PPPT duïng cuï thöôøng ñöôïc chia thaønh caùc nhoùm sau ñaây: (1) PPPT phoå nghieäm; (2) PPPT ñieän hoùa; (3) PPPT saéc kyù vaø (4) laø caùc PPPT khaùc. Caùc phöông phaùp phoå nghieäm (PPPN) Caùc PPPN laø caùc PPPT maø keát quaû khaûo saùt coù theå bieåu dieãn döôùi daïng phoå. Thuoäc nhoùm phöông phaùp naøy goàm coù caùc phöông phaùp quang phoå (quang hoïc) döïa treân söï nghieân cöùu cuûa caùc phoå phaùt xaï, haáp thu vaø taùn xaï aùnh saùng. Phöông phaùp naøy coøn bao goàm phöông phaùp khoái phoå (phöông phaùp nghieân cöùu caùc chaát baèng caùch ño chính xaùc khoái löôïng phaân töû cuûa chaát ñoù) vaø phöông phaùp phoå coäng höôûng töø döïa treân söï töông taùc cuûa nguyeân töû, phaân töû chaát khaûo saùt vôùi töø tröôøng. Ngoaøi caùc phöông phaùp treân, nhoùm caùc phöông phaùp phaân tích phoå coøn bao goàm PPPT döïa treân vieäc ño chieát suaát khuùc xaï cuûa vaät chaát; PPPT haøm löôïng caùc chaát döïa treân söï ño löôïng aùnh saùng vaø phöông phaùp haáp ñuïc laø phöông phaùp döïa treân söï ño löôïng aùnh saùng do moät huyeàn phuø khoâng maøu haáp thu. Caùc phöông phaùp ñieän hoùa (PPÑH) Ngaøy nay ñaõ coù tôùi khoaûng ba möôi PPPT ñieän hoùa khaùc nhau maø cô sôû cuûa phöông phaùp döïa treân caùc quy luaät, hieän töôïng coù lieân quan ñeán phaûn öùng ñieän hoùa xaûy ra treân ranh giôùi tieáp xuùc giöõa caùc cöïc vaø DD phaân tích, hoaëc döïa vaøo tính chaát ñieän hoùa cuûa DD taïo neân moâi tröôøng giöõa caùc ñieän cöïc, hoaëc döïa treân caùc öùng duïng cuûa phaûn öùng ñieän hoùa. Nhieàu taùc giaû ñeà nghò chia caùc PPPT ñieän hoùa thaønh 2 nhoùm lôùn: (1) nhoùm caùc phöông phaùp döïa treân caùc quaù trình ñieän cöïc vaø (2) nhoùm caùc phöông phaùp khoâng duøng caùc phaûn öùng ñieän cöïc. Caùc phöông phaùp thuoäc nhoùm moät ñöôïc chia thaønh hai phaân nhoùm: - Phaân nhoùm goàm caùc phöông phaùp trong ñoù caùc phaûn öùng ñieän cöïc ôû traïng thaùi caân baèng bao goàm phöông phaùp ño theá vaø chuaån ñoä ñieän theá vôùi doøng baèng khoâng. - Phaân nhoùm döïa treân söï ñieän phaân (doøng khaùc khoâng), bao goàm phöông phaùp volt – amper, chuaån ñoä ñieän theá vôùi doøng khoâng ñoåi, phöông ñieän khoái löôïng doøng khoâng ñoåi hoaëc theá khoâng ñoåi, phöông phaùp cöïc phoå coå ñieån, cöïc phoå doøng xoay chieàu, phöông phaùp ñieän hoùa hoøa tan…. Caùc phöông phaùp khoâng duøng phaûn öùng ñieän cöïc bao goàm caùc phöông phaùp ñieän daãn vaø chuaån ñoä ñieän daãn, phöông phaùp xaùc ñònh haèng soá ñieän moâi töông ñoái, phöông phaùp ñieän daãn cao taàn vaø chuaån ñoä ñieän daãn cao taàn… Caùc phöông phaùp saéc kyù (PPSK) Saéc kyù laø quaù trình taùch döïa treân söï chuyeån dòch cuûa hoãn hôïp phaân tích qua lôùp chaát baát ñoäng ôû traïng thaùi raén hoaëc traïng thaùi loûng taåm treân chaát mang raén (ñöôïc goïi laø pha tónh) vaø söï chuyeån dòch ñoù ñöôïc thöïc hieän baèng moät chaát 3
  4. Hoùa phaân tích loûng hoaëc chaát khí coù khaû naêng di chuyeån (goïi laø pha ñoäng). Caùc PPPT saéc kyù cuï theå bao goàm nhoùm saéc kyù haáp phuï (raén-khí, raén-loûng); nhoùm saéc kyù phaân boá (loûng - loûng; loûng - khí), saéc kyù trao ñoåi ion vaø saéc kyù raây phaân töû. Quaù trình taùch saéc kyù coù theå xaûy ra treân coät hoaëc treân maët phaúng nhö giaáy, baûn moûng. Phöông phaùp saéc kyù ñöôïc söû duïng roäng raõi ñeå taùch nhöõng chaát voâ cô vaø höõu cô gioáng nhau veà thaønh phaàn vaø tính chaát, ñaëc bieät laø coù theå taùch ñöôïc caùc nguyeân toá ñaát hieám vaø nhöõng nguyeân toá phoùng xaï vôùi hieäu quaû khaù cao. Ngoaøi khaû naêng taùch, PPSK coøn ñöôïc duøng ñeå ñònh tính vaø ñònh löôïng raát nhieàu loaïi maãu thuoäc lónh vöïc khoa hoïc vaø lónh vöïc coâng nghieäp khaùc. Caùc PPPT hoùa lyù khaùc Ngoaøi caùc nhoùm phöông phaùp treân, thuoäc nhoùm PPPT duïng cuï coøn coù PPPT phoùng xaï döïa treân söï ño böùc xaï cuûa caùc nguyeân toá coù hoaït tính phoùng xaï, caùc PPPT nhieät, PPPT nhieät ñieän, PP ño ñoä daãn nhieät, PP chuaån ñoä nhieät löôïng vaø moät soá PPPT khaùc. Öu ñieåm cuûa caùc PPPT duïng cuï laø ñoä nhaïy cao, toác ñoä phaân tích nhanh, löôïng maãu phaân tích beù… khi so saùnh noù vôùi PPPT hoùa hoïc: Chæ tieâu so saùnh Phöông phaùp hoùa hoïc Phöông phaùp duïng cuï Löôïng maãu Lôùn (keùm nhaïy) Nhoû (nhaïy) Tính choïn loïc Khoâng cao Cao Thôøi gian Chaäm Nhanh Chính xaùc (*) Chính xaùc (*) Ñoä chính xaùc Duïng cuï Ñôn giaûn, reû tieàn Toái taân, ñaét tieàn Ngöôøi phaân tích Trình ñoä kyõ thuaät cao (*) Neáu haøm löôïng caáu töû trong maãu khaûo saùt khoâng quaù beù, ñoä chính xaùc cuûa baát kyø PPPT naøo cuõng khoâng theå vöôït quaù ñoä chính xaùc cuûa PPPT hoùa hoïc. Phöông phaùp vi sinh Duøng ñeå ñònh löôïng veát caáu töû döïa treân hieäu öùng cuûa chuùng vôùi toác ñoä phaùt trieån cuûa vi sinh vaät. Phöông phaùp phaân tích ñoäng hoïc Phöông phaùp ñònh tính vaø ñònh löôïng caùc nguyeân toá döïa vaøo vieäc söû duïng caùc phaûn öùng xuùc taùc. Vì toác ñoä cuûa caùc phaûn öùng hoùa hoïc phuï thuoäc vaøo noàng ñoä cuûa caùc chaát phaûn öùng neân ño toác ñoä phaûn öùng coù theå xaùc ñònh noàng ñoä cuûa chaát phaûn öùng. PPPT ñoäng hoïc coù ñoä nhaïy ñaëc bieät cao, gaáp nhieàu laàn ñoä nhaïy so vôùi caùc PPPT khaùc (10-5 – 10-6 μg/ml). Caùc phöông phaùp khaùc Ngoaøi caùc phöông phaùp keå treân coøn moät soá phöông phaùp khaùc chuû yeáu duøng cho PPÑL. 4
  5. Hoùa phaân tích Phöông phaùp nghieàn Maãu phaân tích vaø thuoác thöû raén ñöôïc nghieàn trong coái söù, nguyeân toá caàn tìm ñöôïc phaùt hieän döïa vaøo söï taïo thaønh caùc hôïp chaát ñaëc tröng coù maøu saéc hay coù muøi khaùc nhau. Ví duï, nghieàn maãu ban ñaàu vôùi KSCN, neáu thaáy xuaát hieän maøu ñoû maùu töùc maãu chöùa caùc hôïp chaát cuûa Fe3+. Phöông phaùp nhoû gioït PPPT döïa treân söï mao daãn vaø haáp phuï. Caùc phaûn öùng ñöôïc thöïc hieän treân caùc taám söù, thuûy tinh hoaëc giaáy loïc. Khi söû duïng giaáy loïc, chaát loûng thaám vaøo giaáy coøn hôïp chaát maøu ñöôïc taïo thaønh bò haáp phuï ôû moät phaàn nhoû cuûa giaáy loïc laøm taêng ñoä nhaïy cuûa phaûn öùng. Ví duï, ñeå xaùc ñònh ion Mn2+, ngöôøi ta chaám 1 gioït DD phaân tích leân tôø giaáy loïc vaø cho veát aåm baõo hoøa vôùi hôi ammoniac. Theâm 1 gioït DD benzidine trong acid acetic. Mn(OH)2 taïo thaønh ñöôïc oxy hoùa thaønh Mn(OH)3 vaø Mn(OH)4 nhôø oxy cuûa khoâng khí. ÔÛ pH = 5, caùc hôïp chaát naøy oxy hoùa benzidine vaø taïo thaønh maøu xanh cuûa xanh benzidine. Phöông phaùp thöû nghieäm ngoïn löûa Moät soá kim loaïi phaùt ra töø böùc xaï coù maøu ñaëc tröng khi ñöôïc ñoát treân ngoïn löûa xanh cuûa ñeøn khí. Ví duï: Na: löûa vaøng Ca: löûa ñoû gaïch K: löûa ñoû tím Ba: löûa ñoû luïc Phöông phaùp soi tinh theå döôùi kính hieån vi Duøng kính hieån vi coù theå phaân bieät ñöôïc caùc daïng tinh theå cuûa caùc hôïp chaát sau nhö: Phaân bieät SrCrO4 vôùi BaCrO4 Phaân bieät CuSO4 vôùi BaSO4 nhôø tinh theå cuûa chuùng coù caáu truùc khaùc nhau ñaëc tröng. Phöông phaùp ñieàu cheá ngoïc borax hay phosphate Moät soá oxyt kim loaïi coù theå taïo hôïp chaát vôùi borax hay phosphate coù maøu ñaëc tröng döôùi ngoïn löûa tính oxy hoùa/khöû hay ôû traïng thaùi noùng/nguoäi. Ví duï: Cu-Borax daïng ngoïc maøu xanh ñaäm khi nguoäi Mn-Borax maøu tím ôû ngoïn löûa oxy hoùa II.2. Phaân loaïi theo löôïng maãu phaân tích hay kyõ thuaät phaân tích Tuøy haøm löôïng cuûa caáu töû trong maãu vaø PPPT, löôïng maãu phaân tích cuõng khaùc nhau. Ta phaân bieät: Phaân tích thoâ Duøng duïng cuï côõ 50-500ml vaø taùch chaát raén khoûi chaát loûng baèng caùch loïc. Löôïng maãu söû duïng töø 1-10g hay 1-10ml. Phaân tích baùn vi löôïng Duøng duïng cuï
  6. Hoùa phaân tích Phaân tích sieâu vi löôïng Phaân tích döôùi kính hieån vi ñieän töû vaø moâi tröôøng ñaëc bieät vôùi löôïng maãu söû duïng
  7. Hoùa phaân tích Phaûn öùng acid-bazô: Phaûn öùng trao ñoåi H+ giöõa ñoâi acid/bazô duøng trong hoùa phaân tích ñeå: 1. Xaùc ñònh tính acid hay bazô cuûa DD baèng caùch ño pH 2. Hoøa tan maãu: CaCO3 + 2 HCl → CaCl2 + CO2 ↑ + H2O 3. Ñònh löôïng: HCl + NaOH → NaCl + H2O Phaûn öùng taïo tuûa: Phaûn öùng trao ñoåi ion ñeå taïo thaønh hôïp chaát ít tan, ñöôïc söû duïng ñeå: 1. Ñònh tính: Ag+ + I- → AgI ↓ vaøng 2. Taùch nhoùm: Ag+, Pb2+, Hg22+ + HCl → AgCl ↓ , PbCl2 ↓ , Hg2Cl2 ↓ 3. Ñònh löôïng: SO42- + Ba2+ → BaSO4 ↓ Phaûn öùng taïo phöùc: Phaûn öùng keát hôïp ion ñeå taïo phöùc chaát deã tan, ñöôïc söû duïng ñeå: 1. Ñònh tính: Fe3+ + n SCN- → [Fe(SCN)n](3-n)+ ñoû maùu 2. Ñònh löôïng: Ca2+ + H2Y2- → CaY2- + 2 H+ 3. Hoøa tan: AgCl ↓ + 2 NH4OH → [Ag(NH3)2]+ + Cl- + 2 H2O 4. Che caáu töû döôùi daïng phöùc beàn: - Loaïi Ni2+: Ni2+ + 4 CN- → [Ni(CN)4]2- - Ñeå traùnh taïo tuûa CuS vì: [Cu(NH3)2]2+ + H2S → CuS 5. Giaûi che (traû caùc ion bò che veà traïng thaùi töï do): 2 Ag+ + [Ni(CN)4]2- → 2 [Ag(CN)2]- + Ni2+ Ngoaøi caùc acid vaø bazô, DD cuûa nhieàu muoái cuõng coù tính acid hoaëc kieàm. Neáu dung moâi laø nöôùc, giöõa nhöõng ion cuûa muoái vôùi nhöõng ion cuûa nöôùc seõ xaûy ra phaûn öùng töông taùc goïi laø thuûy phaân. Quaù trình thuûy phaân thöôøng laø quaù trình thuaän nghòch. Ví duï: CH3COOH + Ba2+ + 2 OH- Ba(CH3COO)2 + 2 H2O ⇋ NH4Cl + H2O ⇋ NH4OH + H+ + Cl- Al2S3 + 6 H2O ⇋ 2 Al(OH)3 + 3 H2S Theo nghóa roäng, söï thuûy phaân laø phaûn öùng töông taùc giöõa nhöõng chaát khaùc nhau (muoái, hydrua, hôïp chaát chöùa oxy,...) vôùi nhöõng ion cuûa nöôùc, keøm theo söï phaù huûy caân baèng ñieän ly cuûa nöôùc vaø laøm thay ñoåi pH cuûa DD. Trong hoùa phaân tích, caùc phaûn öùng thuûy phaân ñöôïc söû duïng ñeå: 7
  8. Hoùa phaân tích 1. Taïo tuûa hidroxid: moät soá thuoác thöû nhö (NH4)2CO3, (NH4)2S, CH3COONa deã bò thuûy phaân taïo thaønh ion hidroxyl töï do, taïo cho DD coù caùc giaù trò pH xaùc ñònh. Ngöôøi ta söû duïng caùc hidroxyl töï do sinh ra ñeå taïo tuûa hidroxid nhieàu cation baèng DD nöôùc cuûa caùc muoái thuûy phaân keå treân. 2. Taùch caùc chaát ra khoûi nhau döïa vaøo möùc ñoä thuûy phaân khaùc nhau cuûa caùc chaát khaùc nhau. 3. Phaùt hieän caùc muoái anion bò thuûy phaân taïo thaønh ammoniac töï do. 4. Phaùt hieän caùc ion maø muoái cuûa chuùng khi thuûy phaân taïo thaønh caùc hôïp chaát khoâng tan. Ví duï: BeCl2 khi thuûy phaân taïo thaønh BeO2Cl2 ↓ III.2. Yeâu caàu ñoái vôùi thuoác thöû duøng trong hoùa phaân tích Ñoä tinh khieát Ñoä tinh khieát laø khaùi nieäm duøng bieåu dieãn haøm löôïng hôïp chaát X trong thuoác thöû. Tuøy vaøo haøm löôïng naøy, ngöôøi ta phaân bieät: 1. Hoùa chaát kyõ thuaät vôùi X ≤ 99.0% 2. Hoùa chaát tinh khieát (P) vôùi 99.0% ≤ X ≤ 99.9% 3. Hoùa chaát tinh khieát phaân tích (PA) vôùi 99.90% ≤ X ≤ 99.99% 4. Hoùa chaát tinh khieát hoùa hoïc vôùi 99.990% ≤ X ≤ 99.999% 5. Hoùa chaát tinh khieát quang hoïc hay ñaëc bieät vôùi 99.999% ≤ X ≤ 99.9999% Tính choïn loïc Thuoác thöû phaûi coù tính choïn loïc (hay ñaëc hieäu) cao ñoái vôùi caáu töû khaûo saùt X, nghóa laø thuoác thöû chæ taùc duïng vôùi caáu töû X maø khoâng taùc duïng vôùi caùc caáu töû khaùc ñoàng hieän dieän trong maãu. Ví duï, hoà tinh boät laø thuoác thöû coù tính choïn loïc ñoái vôùi Iod. Tính nhaïy Thuoác thöû phaûi nhaïy, nghóa laø coù khaû naêng phaùt hieän caáu töû khaûo saùt X khi X hieän dieän trong maãu vôùi haøm löôïng thaáp. Tính nhaïy cuûa thuoác thöû coù theå ñöôïc bieåu dieãn theo moät trong hai khaùi nieäm laø giôùi haïn phaùt hieän hoaëc ñoä loaõng giôùi haïn. Giôùi haïn phaùt hieän: laø löôïng toái thieåu cuûa X ( μ g/ml) maø thuoác thöû phaùt hieän ñöôïc. Ví duï, giôùi haïn phaùt hieän Cu2+ baèng NH4OH laø 4 μ g/ml, giôùi haïn phaùt hieän Fe3+ baèng SCN- laø 0.25 μ g/ml,… Giôùi haïn phaùt hieän coøn coù theå ñöôïc bieåu dieãn baèng noàng ñoä giôùi haïn hay noàng ñoä toái thieåu. Ñoä loaõng giôùi haïn: laø theå tích dung moâi toái ña (ml) duøng ñeå hoøa tan 1g caáu töû X maø coù theå phaùt hieän ñöôïc X. Ngoaøi caùc ñieàu kieän chung keå treân, thuoác thöû duøng ñeå pha DD coù ñoä ñuùng cao (goïi laø DD chuaån) coøn phaûi ñaûm baûo theâm caùc ñieàu kieän sau: 1. Trô ñoái vôùi moâi tröôøng 2. ÔÛ daïng vuïn, boät coù theå caân ñöôïc löôïng chính xaùc ñeán 1mg hay 0.1mg 3. Coù phaân töû löôïng lôùn ñeå giaûm sai soá khi caân. 8
  9. Hoùa phaân tích Caùc hoùa chaát thoûa maõn ñöôïc ñoàng thôøi caùc ñieàu kieän treân ñöôïc goïi laø hoùa chaát chuaån goác. Caùc hoùa chaát chuaån goác thoâng duïng nhö laø: K2Cr2O7, (COOH)2.2H2O, AgNO3, Na2H2C10H12O8N2.2H2O (EDTA),… Maëc duø coù moät soá haïn cheá, ñoâi khi ngöôøi ta cuõng duøng Na2CO3 khan, NaCl,… vôùi vai troø chaát chuaån goác. III.3. Yeâu caàu ñoái vôùi caùc phaûn öùng trong hoùa phaân tích Phaûn öùng giöõa caáu töû X caàn xaùc ñònh vôùi DD thuoác thöû C phaûi hoäi ñuû caùc ñieàu kieän sau ñaây: 1. Xaûy ra töùc thôøi; 2. Xaûy ra hoaøn toaøn theo chieàu mong muoán; 3. Coù heä soá xaùc ñònh vaø cho saûn phaåm coù thaønh phaàn xaùc ñònh; 4. Coù daáu hieäu ñaëc tröng ñeå nhaän bieát luùc phaûn öùng chaám döùt. IV. CAÙC GIAI ÑOAÏN CUÛA MOÄT PPPT Moät quaù trình phaân tích thöôøng bao goàm caùc giai ñoaïn sau ñaây: IV.1. Giai ñoaïn choïn maãu Maãu phaân tích coù theå laø nguyeân lieäu, nhieân lieäu, baùn thaønh phaåm hoaëc thaønh phaåm, coù theå ñoùng goùi hoaëc khoâng ñoùng goùi. ÔÛ daïng nguyeân lieäu coù quaëng moû, ñaát ñaù…; nhieân lieäu coù than, daàu moû…; baùn thaønh phaåm hay thaønh phaån raát ña daïng bao goàm hoùa chaát (NaOH, Na2CO3, Na2SO4, NH4Cl,…); saûn phaåm hoùa hoïc (xaø phoøng, kem ñaùnh raêng, DD xi maï,…); thöïc phaåm (röôïu, boät ngoït, ñöôøng, nöôùc chaám,… döôïc phaåm, döôïc lieäu (dòch truyeàn, vitamin…). Giai ñoaïn choïn maãu raát quan troïng vì töø keát quaû phaân tích moät löôïng maãu giôùi haïn, ta phaûi keát luaän veà chaát löôïng cuûa loâ maãu lôùn. Do ñoù, löôïng maãu phaân tích phaûi ñöôïc choïn ñuùng caùch môùi ñaûm baûo tính ñaïi dieän cuûa loâ haøng. Neáu khoâng, vieäc phaân tích chæ gaây hao toån voâ ích, ñoâi khi vôùi keát luaän sai leäch daãn ñeán nhöõng nguy haïi traàm troïng. Maãu phaân tích ñöôïc choïn töø loâ ñoùng goùi hay khoâng ñoùng goùi theo trình töï sau: 1. Choïn maãu rieâng: maãu rieâng ñöôïc choïn ngaãu nhieân moät soá ñôn vò bao goùi (neáu loâ ñoùng goùi) hay töø moät soá vò trí khaùc nhau trong loâ khoâng ñoùng goùi (ñaõ ñöôïc troän khaù ñoàng nhaát). 2. Choïn maãu ban ñaàu: laø maãu ñaïi dieän ñöôïc choïn töø caùc ñôn vò ñoùng goùi hay caùc vò trí khaùc nhau cuûa maãu rieâng (khoâng ñoùng goùi). Toång löôïng maãu ban ñaàu ñöôïc goïi laø maãu chung. 3. Choïn maãu trung bình thí nghieäm: maãu chung ñöôïc nghieàn nhoû, raây vôùi côõ haït phuø hôïp vôùi PPPT vaø troän ñeàu. Maãu trung bình thí nghieäm ñöôïc chia laøm ba phaàn baèng nhau: nôi giao haøng giöõ 1 phaàn, nôi nhaän haøng giöõ moät phaàn vaø phaàn coøn laïi nôi phaân tích giöõ. Moãi phaàn ñuû tieán haønh taát caû caùc thí nghieäm caàn thieát vôùi moãi thí nghieäm laøm ba laàn. 9
  10. Hoùa phaân tích Neáu maãu chung khoâng ñuû lôùn ñeå taïo maãu trung bình thì taêng ñoä lôùn cuûa maãu ban ñaàu hoaëc taêng soá maãu rieâng. Neáu maãu chung quaù lôùn coù theå giaûm maãu ñi baèng caùch loaïi bôùt nhieàu laàn, moãi laàn giaûm phaân nöûa theo nguyeân taéc xen keõ (traûi maãu chung leân khay troøn hoaëc vuoâng thaønh lôùp moûng, chia laøm 4, 8 hoaëc 16 phaàn. Laáy caùc phaàn trong caùc oâ coù cuøng soá chaün hoaëc cuøng soá leû, chuyeån sang khay khaùc vaø tieáp tuïc thöïc hieän vieäc loaïi bôùt maãu chung baèng phöông phaùp treân). IV.2. Giai ñoaïn chuyeån maãu thaønh DD Daïng maãu thích hôïp cho ña soá PPPT laø daïng DD. Coù hai caùch chuyeån maãu hoaøn toaøn thaønh daïng DD phaân tích. Phöông phaùp öôùt Maãu ñöôïc hoøa tan trong dung moâi thích hôïp. Dung moâi coù theå laø nöôùc caát, DD acid hay bazô vôùi noàng ñoä thích hôïp: Nöôùc caát hoøa tan caùc muoái NaCl, KNO3,… - DD HCl: ñöôïc söû duïng hoøa tan maãu CO32-, PO43-, SO32-, S2-,… - DD HNO3: hoøa tan PbS, CuS, As2S3, Hg2SO4, caùc loaïi hôïp kim… - DD H2SO4ññ 2000C coù theå hoøa tan ñöôïc theùp khoâng gæ. - DD HF: hoøa tan SiO32-, SiO2, H2SiO3. - Phöông phaùp khoâ Nhieàu hôïp chaát cuûa Al2O3, Fe2O3, TiO2, Cr2O3, ZrO2 … khoù tan trong caùc dung moâi treân. Ta coù theå chuyeån chuùng sang daïng DD baèng caùch nung khoâ chuùng vôùi hoùa chaát raén nhö: NaOH, Na2CO3, K2S2O7, Na2O2, Na4B4O7 ôû 500 – 10000C B trong loø nung. Maãu vaø chaát nung ñöôïc chöùa trong cheùn baèng Pt hay Ni. Caáu töû ñöôïc chuyeån thaønh muoái deã tan, sau ñoù ñöôïc hoøa tan baèng dung moâi thích hôïp. Duø chuyeån maãu thaønh DD theo phöông phaùp naøo cuõng phaûi ñaûm baûo caùc yeâu caàu nhö khoâng ñöôïc laøm maát maãu trong quaù trình hoøa tan; khoâng laøm baån maãu (ñöa theâm caáu töû laï) khi hoøa tan. IV.3. Choïn phöông phaùp thích hôïp vaø thöïc hieän phaûn öùng Phöông phaùp thích hôïp laø phöông phaùp coù ñoä nhaïy, ñoä choïn loïc, toác ñoä phaân tích cao vaø cho keát quaû gaàn vôùi keát quaû thöïc. Sau khi choïn ñöôïc phöông phaùp thích hôïp, thöïc hieän phaûn öùng giöõa DD maãu phaân tích vaø thuoác thöû theo nhöõng ñieàu kieän xaùc ñònh. Quan saùt caùc daáu hieäu ñaëc tröng xuaát hieän khi phaûn öùng xaûy ra (ñònh tính) hoaëc ño theå tích hoaëc caân khoái löôïng hôïp chaát taïo ra (ñònh löôïng). IV.4. Kieåm chöùng keát quaû vaø xöû lyù keát quaû phaân tích Ñoái vôùi PPÑT, ngöôøi ta coù theå kieåm chöùng laïi keát quaû baèng nhöõng phaûn öùng ñaëc hieäu khaùc. Neáu laø PTÑL, ngöôøi ta tính keát quaû phaân tích döïa vaøo caùc döõ kieän ghi nhaän ñöôïc vaø bieåu dieãn keát quaû phaân tích theo caùc yeâu caàu cuûa phöông phaùp thoâng keâ. 10
  11. Hoùa phaân tích CHÖÔNG 2. KHAÙI NIEÄM VAØ ÑÒNH LUAÄT CÔ BAÛN DUØNG TRONG HOÙA PHAÂN TÍCH I. DUNG DÒCH – NOÀNG ÑOÄ DUNG DÒCH I.1. Dung dòch: laø heä ñoàng theå do söï phaân taùn cuûa phaân töû hay ion, bao goàm hai hay nhieàu chaát maø thaønh phaàn cuûa chuùng coù theå thay ñoåi trong moät giôùi haïn roäng. Heä goàm chaát phaân taùn (chaát tan) daïng raén, loûng, khí (R, L, K) vaø moâi tröôøng phaân taùn (dung moâi) cuõng coù theå ôû daïng R, L, K. Tuøy traïng thaùi taäp hôïp cuûa chaát tan vaø dung moâi, ta coù caùc loaïi DD R/R nhö hôïp kim, DD R/L nhö ñöôøng trong nöôùc, DD L/L nhö röôïu trong nöôùc, DD R/K nhö buïi trong khoâng khí vaø DD L/K nhö söông muø… Trong hoùa phaân tích, hai loaïi DD thöôøng gaëp phoå bieán nhaát laø R/L hoaëc L/L. I.2. Noàng ñoä cuûa DD Caùch bieåu dieãn noàng ñoä cuûa DD Noàng ñoä DD phuï thuoäc vaøo chaát tan coù trong moät löôïng dung moâi xaùc ñònh. Ngöôøi ta phaân bieät: - DD loaõng: löôïng chaát tan chieám tæ leä nhoû - DD ñaäm ñaëc: löôïng chaát tan chieám tæ leä lôùn - DD baõo hoøa: DD chöùa chaát tan toái ña (ôû t0C, P xaùc ñònh) - DD quaù baõo hoøa: ñöôïc taïo thaønh khi ñun noùng DD baõo hoøa trong söï hieän dieän cuûa chaát tan vaø laøm nguoäi töø töø DD thu ñöôïc. Traïng thaùi baõo hoøa laø traïng thaùi keùm beàn, chæ caàn laéc, khuaáy hay theâm moät ít tinh theå chaát tan, löôïng chaát tan dö trong DD seõ laäp töùc taùch ra traû veà traïng thaùi baõo hoøa beàn vöõng. Noàng ñoä cuûa DD thöôøng ñöôïc bieåu dieãn thoâng qua caùc ñaïi löôïng: m(g): khoái löôïng chaát tan (coù phaân töû khoái M) q (g): khoái löôïng dung moâi Vx (ml): theå tích chaát tan V (ml): theå tích DD nhaän ñöôïc khi hoøa tan m(g) chaát tan hay Vx (ml) chaát tan vaøo q (g) dung moâi d (g/ml): khoái löôïng rieâng cuûa DD taïo bôûi m (g) chaát tan vaø q (g) dung moâi. Caùc loaïi noàng ñoä ñöôïc söû duïng trong hoùa phaân tích thöôøng laø caùc noàng ñoä sau ñaây: Ñoä tan laø löôïng chaát tan trong DD baõo hoøa ôû t0C vaø aùp suaát nhaát ñònh, thöôøng bieåu dieãn baèng soá gam chaát tan /100g dung moâi: m S= x100 q Noàng ñoä khoái löôïng hay noàng ñoä g/l: bieåu dieãn soá gam chaát tan coù trong 1 lít DD 11
  12. Hoùa phaân tích m Cg/l = x1000 V Ñoä chuaån: Khi noàng ñoä khoái löôïng duøng bieåu dieãn soá gam hay miligam chaát tan trong 1 ml DD, ngöôøi ta goïi ñoù laø noàng ñoä chuẩn, kyù hieäu baèng chöõ T: m Tg/ml = V m Hay Tmg/ml = x1000 V Noàng ñoä phaàn traêm: coù ba caùch bieåu dieãn noàng ñoä phaàn traêm: % (khoái löôïng/khoái löôïng): bieåu dieãn soá gam chaát tan/100g DD: m C% (KL/KL) = x100 m+q % (khoái löôïng/theå tích): bieåu dieãn soá gam chaát tan/100ml DD: m C% (KL/TT) = x100 V % (theå tích/theå tích): bieåu dieãn soá mililit chaát tan/100 ml DD: Vx C% (TT/TT) = x100 V Noàng ñoä phaàn trieäu ppm (part per million): bieåu dieãn khoái löôïng chaát tan chöùa trong 106 laàn khoái löôïng maãu coù cuøng ñôn vò: 1 ppm = 1g chaát tan/106g hay 1000kg maãu = 1mg chaát tan/106mg hay 1kg maãu m C(ppm) = x106 m+q Neáu maãu ôû daïng loûng vaø coù noàng ñoä chaát tan beù (DD loaõng) vaø neáu dung moâi coù d0 ≈ 1 töùc d ≈ 1, 1 ppm = 1mg chaát tan/1kg hay 1 lít DD. Noàng ñoä phaàn trieäu baây giôø trôû thaønh moät loaïi noàng ñoä khoái löôïng (mg/l). Ngoaøi ppm, ñeå bieåu dieãn noàng ñoä caùc DD loaõng hôn, ngöôøi ta coøn söû duïng ppb (noàng ñoä phaàn tæ); ppt (phaàn ngaøn tæ). Noàng ñoä mol: laø moät noàng ñoä ñöôïc söû duïng khaù phoå bieán, kyù hieäu CM, bieåu dieãn soá mol chaát tan /1 lít DD: m 1000 CM = x M V Noàng ñoä molan: bieåu dieãn soá mol chaát tan/1000g dung moâi: m 1000 Cm = x M q Noàng ñoä phaân mol: tyû soá giöõa soá mol cuûa caáu töû i (ni) treân toång soá mol N cuûa caùc chaát taïo thaønh DD ñöôïc goïi laø noàng ñoä phaân mol Ni: ni Ni = N 12
  13. Hoùa phaân tích Noàng ñoä ñöông löôïng: ñeå bieåu dieãn soá ñöông löôïng chaát tan trong 1 lít DD, ngöôøi ta söû duïng noàng ñoä ñöông löôïng CN. Ñaây laø noàng ñoä ñöôïc söû duïng nhieàu nhaát trong hoùa phaân tích ñeå tính toaùn vôùi : CN =(mx1000)/(ÑxV) Vôùi Ñ laø ñöông löôïng gam cuûa chaát tan. Ñöông löôïng: Ñöông löôïng cuûa moät nguyeân toá hay moät hôïp chaát laø soá phaàn khoái löôïng cuûa nguyeân toá hay hôïp chaát keát hôïp hay thay theá vöøa ñuû vôùi moät ñôn vò ñöông löôïng (coù giaù trò baèng 1.008 phaàn khoái löôïng cuûa H2 hay 8 phaàn khoái löôïng cuûa O2), hoaëc moät ñöông löôïng cuûa moät nguyeân toá hay hôïp chaát khaùc. Ñöông löôïng cuûa moät nguyeân toá: Nguyeân toá X (nguyeân töû khoái MX) trong caùc hôïp chaát seõ coù ñöông löôïng gam ÑX = MX/n; vôùi n laø soá hoùa trò cuûa X trong hôïp chaát. Ví duï: nguyeân toá N coù ñöông löôïng ÑN baèng 14/1 trong N2O, baèng 14/2 trong NO, baèng 14/3 trong N2O3, baèng 14/4 trong NO2 vaø baèng 14/5 trong N2O5. Ñöông löôïng cuûa moät hôïp chaát: Hôïp chaát AB (phaân töû khoá MAB) coù ñöông löôïng gam ÑAB = MAB/n vôùi n laø soá ñôn vò ñöông löôïng tham gia phaûn öùng, thay ñoåi theo töøng phaûn öùng maø AB tham gia. 1. AB laø chaát oxy hoùa hay chaát khöû: ñöông löôïng cuûa AB laø löôïng AB coù khaû naêng cho hay nhaän 1 mol ñieän töû. Do vaäy, n laø soá ñieän töû trao ñoåi öùng vôùi 1 mol. Ví du: 2 KMnO4 + 10 FeSO4 + 8 H2SO4 → 2 MnSO4+ K2SO4 + 5 Fe2(SO4)3 + 8 H2O ÑKMnO4 = MKMnO4/5 2. AB laø acid hay bazô: Ñöông löôïng cuûa AB coù khaû naêng cho 1 mol H+ hay 1 mol OH-. Nhö vaäy, n laø soá ion H+ hay OH- coù trong 1 mol chaát (thöïc söï tham gia phaûn öùng). Vôùi caùc phaûn öùng trung hoøa hoaøn toaøn: ÑHCl = M/1; ÑH2SO4 = M/2; ÑH3PO4 = M/3 ÑNaOH = M/1; ÑCa(OH)2 = M/2; ÑNH3 = M/1 3. AB laø hôïp chaát ion hay muoái: ñöông löôïng cuûa AB laø löôïng AB coù khaû naêng trao ñoåi vôùi moät mol ion mang ñieän tích 1+ hay 1-: ÑBaCl2 = M/2; ÑNaCl = M/1; ÑFeSO4 = M/2; ÑFe2(SO4)3_= M/6 4. AB laø phöùc chaát: Neáu AB laø phöùc chaát [MLX]n+ taïo thaønh bôûi ion kim loaïi Mn+ (thöôøng laø nguyeân toá kim loaïi chuyeån tieáp, töùc coù phuï taàng d chöa laááp ñaày ñieän töû) vôùi caùc ligand L (nguyeân toá hoaëc nhoùm nguyeân toá coù caùc electron töï do) theo phaûn öùng: Mn+ + x L → [MLX]n+ Ñöông löôïng cuûa phöùc hoaëc caùc thaønh phaàn cuûa phöùc ñöôïc xaùc ñònh gioáng ñöông löôïng cuûa muoái hoaëc hôïp chaát ion. Ví duï: Cu2+ + 4 NH3 → [Cu(NH3)4]2+ ÑCu2+ = M/2; Ñ[Cu(NH3)4]2+ = M/2 13
  14. Hoùa phaân tích Noàng ñoä cuûa DD sau khi pha troän Troän DD a% vôiù DD b% (cuûa cuøng moät chaát) seõ ñöôïc DD c% vôùi a>c>b neáu a>b. Tyû leä pha troän ñöôïc xaùc ñònh baèng quy taéc ñöôøng cheùo: a (c-b) = ma c−b c töùc ma/mb = a−c b (a-c) = mb Lieân heä giöõa caùc noàng ñoä thoâng duïng m 1000 m Töø CM = ; CN =(mx1000)/(ÑxV) ; C% = x100 , ta coù: x q+m M V Cg/l = CM*M = CN*Ñ Caùc noàng ñoä coøn laïi döïa treân ñònh nghóa, coù theå chuyeån ñoåi raát deã daøng töø noàng ñoä naøy sang noàng ñoä kia vaø ngöôïc laïi: C % x10d CM = ; CN = (C%*10d)/Ñ M CN = n*CM C %(q + m) C M xMxV M= = (CN*Ñ*V)/1000 = 1000 100 II. ÑÒNH LUAÄT TAÙC DUÏNG KHOÁI LÖÔÏNG Khi cho caùc chaát taùc duïng vôùi nhau, coù nhöõng phaûn öùng hoùa hoïc xaûy ra hoaøn toaøn, nghóa laø toaøn boä caùc taùc chaát phaûn öùng heát vôùi nhau ñeå taïo thaønh saûn phaåm. Ví duï: 2 H2 + O2 → 2 H2O Trong thöïc teá, ña soá caùc phaûn öùng thöôøng gaëp laïi laø thuaän nghòch, nghóa laø caùc phaûn öùng dieãn ra khoâng ñeán cuøng maø chæ dieãn ra ñeán traïng thaùi caân baèng, trong ñoù coù söï toàn taïi song song giöõa saûn phaåm vaø taùc chaát. Ví duï: H2 + I2 2 HI Theo ñònh luaät taùc duïng khoái löôïng, tyû soá giöõa tích hoaït ñoä saûn phaåm treân tích hoaït ñoä taùc chaát laø moät haèng soá, ñöôïc goïi laø haèng soá caân baèng K. Ñònh luaät taùc duïng khoái löôïng aùp duïng cho phaûn öùng thuaän nghòch toång quaùt: aA + bB cC + dD ⇋ (C ) c x( D) d K= ( A) a x( B) b Neáu DD loaõng: [C ]c x[ D]d K= [ A]a x[ B]b 14
  15. Hoùa phaân tích Haèng soá caân baèng K cho bieát phaûn öùng ñaõ choïn dieãn ra vôùi möùc ñoä naøo: K caøng lôùn, phaûn öùng thuaän (1) caøng chieám öu theá vaø ngöôïc laïi K caøng nhoû, phaûn öùng nghòch (2) caøng chieám öu theá. Tuy nhieân, caân baèng ñaït ñöôïc laø caân baèng ñoäng neân khi coù söï thay ñoåi moät trong caùc yeáu toá nhö: noàng ñoä, aùp suaát, nhieät ñoä thì caân baèng seõ thay ñoåi goïi laø söï dòch chuyeån caân baèng. Söï dòch chuyeån naøy ñöôïc xaùc ñònh theo nguyeân lyù Le chatelier (khi caùc yeáu toá beân ngoaøi nhö nhieät ñoä, aùp suaát,… taùc ñoäng leân heä, caân baèng seõ dòch chuyeån theo chieàu höôùng choáng laïi söï thay ñoåi). [C ]c x[ D]d Phöông trình K= chæ hoaøn toaøn nghieäm ñuùng ñoái vôùi DD lyù [ A]a x[ B]b töôûng. Vôùi caùc DD thöïc, phöông trình naøy coù theå aùp duïng khaù ñuùng vôùi caùc chaát khoâng ñieän ly hoaëc caùc chaát ñieän ly yeáu trong caùc DD nöôùc loaõng vaø hoaøn toaøn khoâng theå aùp duïng ñoái vôùi chaát ñieän ly maïnh (kieàm, acid maïnh, muoái) hoaëc caùc chaát ñieän ly yeáu trong caùc DD ñaäm ñaëc coù dung moâi laø nöôùc. III. ÑÒNH LUAÄT TAÙC DUÏNG ÑÖÔNG LÖÔÏNG Ñònh luaät taùc duïng ñöông löôïng ñöôïc Daton phaùt bieåu nhö sau: “Trong moät phaûn öùng hoùa hoïc, soá ñöông löôïng gam cuûa caùc chaát tham gia phaûn öùng phaûi baèng nhau. Noùi caùch khaùc, trong moät phaûn öùng hoùa hoïc, moät ñöông löôïng gam cuûa chaát naøy chæ thay theá hay keát hôïp vôùi moät ñöông löôïng gam chaát khaùc maø thoâi”. Xeùt phaûn öùng: A+B → C+ D Goïi mA, mB: khoái löôïng cuûa A,B nguyeân chaát taùc duïng vöøa ñuû vôùi nhau (g) B ÑA, ÑB: Ñöông löôïng gam cuûa A, B B VA, VB: theå tích cuûa A, B taùc duïng vöøa ñuû vôùi nhau (ml) CA, CB : noàng ñoä ñöông löôïng gam cuûa DD A, B AÙp duïng ñònh luaät taùc duïng ñöông löôïng ñoái vôùi taùc chaát A, B (soá ñöông löôïng cuûa A baèng soá ñöông löôïng cuûa B), ta coù: m A mB mA DA hay = = D A DB m B DB vaø VAxCAx10-3 = VBxCBx10-3 B hay VAxCA = VBxCB B 15
  16. Hoùa phaân tích CHÖÔNG 3. PHÖÔNG PHAÙP PHAÂN TÍCH KHOÁI LÖÔÏNG Phöông phaùp phaân tích khoái löôïng laø moät trong nhöõng phöông phaùp ñònh löôïng coù ñoä chính xaùc raát cao (coù khaû naêng ñaït tôùi 0.01%) neân thöôøng ñöôïc söû duïng laøm phöông phaùp troïng taøi. Tuy nhieân, caùc nhöôïc ñieåm cuûa phöông phaùp (thao taùc phöùc taïp, toán nhieàu thôøi gian,…) ñaõ laøm cho phöông phaùp naøy haïn cheá khi ñöa vaøo söû duïng trong thöïc teá, neáu choïn ñöôïc phöông phaùp khaùc thích hôïp hôn. I. NGUYEÂN TAÉC: Phaân tích khoái löôïng laø phöông phaùp ñònh löôïng caáu töû X döïa treân pheùp ño khoái löôïng. Vieäc thöïc hieän coù theå tieán haønh theo nhieàu phöông phaùp khaùc nhau: Phöông phaùp tröïc tieáp X ñöôïc taùch döôùi daïng ñôn chaát hay hôïp chaát beàn, ít tan khoûi maãu vaø ñem caân: AX → A + X ↓ Ví duï 1: ñònh ñoä tro cuûa moät chaát: nung chaát caàn xaùc ñònh ñoä tro ôû nhieät ñoä thích hôïp cho ñeán khi löôïng tro coøn laïi ñaït khoái löôïng khoâng ñoåi. Caân löôïng tro seõ xaùc ñònh ñöôïc ñoä tro. Ví duï 2: Ñònh löôïng vaøng trong maãu hôïp kim: hoøa tan hôïp kim coù chöùa vaøng baèng nöôùc cöôøng thuûy, thu ñöôïc DD chöùa ion vaøng vaø caùc ion khaùc. Theâm H2O2 vaøo DD, ion vaøng ñöôïc khöû thaønh vaøng nguyeân toá trong khi caùc ion coøn laïi khoâng bò aûnh höôûng. Vaøng ñöôïc taùch khoûi DD, röûa saïch vaø caân. Phöông phaùp giaùn tieáp X ñöôïc taùch döôùi daïng hôïp chaát deã bay hôi ra khoûi maãu, caân maãu tröôùc vaø sau khi taùch: AX → A + X ↑ Phöông phaùp naøy duøng ñeå xaùc ñònh ñoä aåm hoaëc nöôùc keát tinh cuûa maãu, hoaëc haøm löôïng chaát khí trong maãu naøo ñoù (ví duï haøm löôïng CO2 trong maãu ñaù voâi). Phöông phaùp giaùn tieáp coøn coù theå laø phöông phaùp xaùc ñònh caùc khí nhö CO2, O2, CO,… baèng caùch haáp thu chaát caàn xaùc ñònh vaøo moät hoùa chaát thích hôïp ; caân chaát naøy tröôùc vaø sau khi haáp thu seõ suy ra löôïng chaát caàn xaùc ñònh. Phöông phaùp keát tuûa Hoøa tan maãu ñeå chuyeån X thaønh ion trong DD; duøng thuoác thöû C keát tuûa vaø taùch X döôùi daïng hôïp chaát ít tan CX roài caân CX: AX → A+ + X- X- + C+ → CX ↓ Ví duï: muoán xaùc ñònh haøm löôïng Ba2+ trong maãu BaCl2.2H2O, hoøa tan maãu vaø duøng DD H2SO4 keát tuûa thaønh tinh theå BaSO4, röûa saïch tuûa, saáy (nung) vaø caân BaSO4. Trong caùc phöông phaùp phaân tích khoái löôïng, PPPT keát tuûa ñoùng vai troø quan troïng vaø ñöôïc öùng duïng roäng raõi nhaát. Duø baèng phöông phaùp naøo trong caùc 16
  17. Hoùa phaân tích phöông phaùp, töø löôïng maãu ban ñaàu xaùc ñònh vaø töø khoái löôïng caân ñöôïc coù theå tính haøm löôïng cuûa X trong maãu moät caùch deã daøng. II. CAÙC GIAI ÑOAÏN CUÛA PPPT KHOÁI LÖÔÏNG KEÁT TUÛA Phöông phaùp duøng nhieàu nhaát laø chuyeån X thaønh hôïp chaát ít tan. Ngoaøi caùc giai ñoaïn baét buoäc ñoái vôùi 1 quaù trình PPÑL bao goàm vieäc choïn maãu ñaïi dieän, caân löôïng maãu thích hôïp vaø chuyeån maãu thaønh DD phaân tích, caàn phaûi tieán haønh caùc giai ñoaïn sau: - Keát tuûa caáu töû caàn xaùc ñònh döôùi daïng hôïp chaát thích hôïp - Loïc vaø röûa tuûa - Chuyeån daïng tuûa sang daïng caân - Caân Caàn phaûi löu yù khoáng cheá löôïng maãu ban ñaàu ñeå nhaän ñöôïc löôïng caân thích hôïp: - Tuûa tinh theå 0.200 – 0.500g - Tuûa voâ ñònh hình 0.100 – 0.300g II.1. Taïo tuûa: Choïn daïng tuûa vaø thuoác thöû thích hôïp Choïn thuoác thöû C thích hôïp ñeå taïo tuûa vôùi X: C + X ⇋ CX ↓ Yeâu caàu ñoái vôùi daïng tuûa vaø daïng caân Daïng tuûa vaø daïng caân phaûi ñaùp öùng caùc yeâu caàu sau ñaây: 1. Beàn, ít tan ñeå taïo tuûa ñöôïc hoaøn toaøn. Phaûn öùng keát tuûa ñöôïc xem laø hoaøn toaøn neáu sau khi keát thuùc phaûn öùng ñoä tan cuûa tuûa trong DD xaáp xæ ñoä chính xaùc cuûa caân. 2. Daïng tuûa phaûi coù tinh theå lôùn ñeå ít tan, deã loïc vaø röûa. 3. Tuûa coù ñoä tinh khieát cao, ít haáp phuï hay nhieãm baån. Thuaän lôïi nhaát laø neân choïn keát tuûa tinh theå caøng to caøng toát. 4. Tuûa coù daïng hôïp chaát xaùc ñònh, coù theå chuyeån hoaøn toaøn sang daïng caân moät caùch deã daøng. 5. Daïng caân phaûi coù söï töông öùng giöõa thaønh phaàn vaø coâng thöùc hoùa hoïc; phaûi beàn vôùi moâi tröôøng (khoâng haáp thu CO2, khoâng bò oxy hoùa bôûi O2 cuûa khoâng khí, khoâng bò phaân huûy ôû nhieät ñoä cao…). Yeâu caàu ñoái vôùi thuoác thöû Thuoác thöû ñöôïc choïn phaûi hoäi ñuû caùc ñieàu kieän sau: 1. Coù tính choïn loïc cao (chæ taïo tuûa vôùi caáu töû caàn xaùc ñònh). 2. Ñeå phaûn öùng hoaøn toaøn, thuoác thöû ñöôïc duøng thöøa töø 10 – 50% hoaëc 200 -300% neáu thuoác thöû deã bay hôi. Caàn löu yù khi söû duïng caùc thuoác thöû maø löôïng thöøa coù theå laøm tan tuûa. Ví duï: Al3+ + 3 OH- ⇋ Al(OH)3 ↓ + OH- → AlO2- (tan) + H2O Hoaëc HgI2 ↓ + 2 KI → K2[HgI4] (tan) 17
  18. Hoùa phaân tích 3. Löôïng thuoác thöû duøng thöøa phaûi ñöôïc loaïi boû deã daøng trong quaù trình loïc, röõa, nung tuûa. 4. Thuoác thöû coù khaû naêng taïo thaønh daïng caân coù haøm löôïng cuûa nguyeân toá caàn xaùc ñònh chieám tyû leä caøng nhoû caøng toát, bôûi ñieàu naøy seõ giuùp giaûm sai soá do caân. Choïn ñieàu kieän taïo tuûa thích hôïp Ñieàu kieän taïo tuûa thích hôïp laø ñieàu kieän thöïc hieän phaûn öùng giöõa thuoác thöû C vaø caáu töû X sao cho vieäc taïo tuûa hoaøn toaøn; tuûa thu ñöôïc tinh khieát vaø deã loïc röûa. Muoán ñöôïc vaäy, ngoaøi vieäc phaûi quan taâm ñeán daïng tuûa thu ñöôïc, caùc nguyeân nhaân coù theå gaây baån tuûa, coøn caàn phaûi quan taâm ñeán caùc yeáu toá coù khaû naêng aûnh höôûng ñeán ñoä beàn cuûa tuûa nhö pH cuûa moâi tröôøng, nhieät ñoä cuûa DD, caùc caân baèng phuï coù theå laøm tan tuûa… Aûnh höôûng do daïng tuûa Khi cho thuoác thöû vaøo DD chöùa ion caáu töû cho ñeán khi DD quaù baõo hoøa (tích noàng ñoä caùc ion lôùn hôn tích soá tan cuûa tuûa) thì baét ñaàu xaûy ra söï keát tuûa. Giai ñoaïn ñaàu tieân laø maàm keát tinh, ñöôïc hình thaønh chæ chæ goàm boán phaân töû neân kích thöôùc raát beù. Maàm keát tinh ñoùng vai troø trung taâm taïo ñieàu kieän cho caùc cation vaø anion trong DD tieáp tuïc keát tuûa treân beà maët, laøm cho maàm keát tinh phaùt trieån thaønh haït keát tuûa coù maïng löôùi tinh theå ba chieàu, coù hình daùng xaùc ñònh, ñöôïc goïi laø keát tuûa tinh theå. Maàm ñöôïc sinh ra nhieàu hay ít vaø keát tuûa taïo thaønh coù haït to hay nhoû phuï thuoäc vaøo ñoä quaù baõo hoøa cuûa DD: Q−S Ñoä quaù baõo hoøa = S Trong ñoù: Q: noàng ñoä cuûa caùc thuoác thöû sau khi troän vaøo nhau, tröôùcluùc taïo maàm (mol/l) S: ñoä hoøa tan cuûa keát tuûa sau khi ñaït caân baèng (mol/l) Nhö vaäy, khi ñoä quaù baõo hoøa caøng nhoû, toác ñoä taïo maàm caøng chaäm vaø do ñoù, caùc haït keát tuûa deã phaùt trieån thaønh haït to thaønh. Caùc ion ñöôïc saép xeáp treân maïng löôùi tinh theå taïo neân caùc haït keát tuûa coù hình daùng xaùc ñònh, goïi laø keát tuûa tinh theå. Nhöõng keát tuûa coù ñoä hoøa tan lôùn thöôøng deã taïo tuûa tinh theå. Ngöôïc laïi, ñoä quaù baõo hoøa cuûa DD caøng cao thì toác ñoä taïo maàm caøng lôùn. Neáu ñoä quaù baõo hoøa lôùn, caùc maàm sinh ra moät caùch oà aït, chöa kòp phaùt trieån bao nhieâu ñaõ lieân keát vôùi nhau baèng löïc lieân keát yeáu, taäp hôïp ngay thaønh keát tuûa. Cho theâm thuoác thöû vaø DD, quaù trình laïi tieáp tuïc nhö treân. Caùc ion ñöôïc saép xeáp hoãn ñoän, khoâng ñònh höôùng neân ñöôïc goïi laø keát tuûa voâ ñònh hình. Loaïi tuûa naøy thöôøng ñöôïc taïo thaønh khi keát tuûa coù ñoä tan quaù nhoû (laøm cho ñoä baát baõo hoøa cuûa DD quaù lôùn), ví duï nhö caùc keát tuûa sunfua vaø hidroxyt cuûa caùc kim loaïi naëng. Thaäm chí, ñoä quùa baõo hoøa cuûa DD quaù cao coøn coù khaû naêng taïo thaønh DD keo, chöùa caùc haït raát beù (laø caùc phaân töû khuyeách taùn bao goàm 103 - 104 nguyeân töû coù kích thöôùc 10A0 – 1000A0) vaø mang ñieän tích cuøng daáu. Caùc haït naøy khoâng bò laéng khi ly taâm vaø bò loït qua giaáy loïc thöôøng moät caùch deã daøng. Neáu theâm vaøo DD keo chaát ñieän ly maïnh ñeå trung hoøa ñieän tích cuûa haït 18
  19. Hoùa phaân tích keo, caùc haït keo coù ñieàu kieän va chaïm vôùi nhau maïnh hôn, nhieàu hôn seõ coù nhieàu khaû naêng keát hôïp vôùi nhau thaønh caùc haït lôùn hôn. Caùc haït naøy laéng xuoáng vaø taïo thaønh tuûa voâ ñònh hình. Vì vaäy maø coù theå noùi raèng tuûa voâ ñònh hình ñöôïc taïo thaønh do söï ñoäng tuï cuûa DD keo. Tuy nhieân trong thöïc teá, khoâng coù ranh giôùi roõ raøng giöõa keát tuûa tinh theå vôùi keát tuûa voâ ñònh hình. Ngoaøi yeáu toá phuï thuoäc vaøo baûn chaát cuûa keát tuûa, söï taïo thaønh keát tuûa daïng naøy hay daïng kia phuï thuoäc raát nhieàu vaøo ñieàu kieän tieán haønh tuûa. Ví duï, BaSO4 ñöôïc taïo thaønh töø dung moäi nöôùc deã taïo thaønh keát tuûa tinh theå nhöng trong hoãn hôïp dung moâi nöôùc – etanol (30-60% etanol) thì laïi deã daøng taïo tuûa voâ ñònh hình. Trong PPPT khoái löôïng, neáu tuûa thu ñöôïc laø tuûa tinh theå caøng to caøng deã loïc, röûa vaø giaûm nhieãm baån, taïo ñieàu kieän cho quaù trình xaùc ñònh caøng thuaän lôïi. Ñeå ñaït ñöïôc ñieàu naøy, ngoaøi caùc bieän phaùp ñöïôc söû duïng ñeå laøm taêng S vaø giaûm Q nhaèm muïc ñích laøm giaûm ñoä baát baõo hoøa cuûa DD trong ñieàu kieän coù theå, moät soá bieän phaùp khaùc cuõng ñöôïc söû duïng ñeå coù theå nhaän ñöôïc tuûa tinh theå coù kích thöôùc lôùn bao goàm: 1. Tieán haønh keát tuûa töø DD loaõng, noùng, roùt theâm töø töø thuoác thöû vaøo DD, khuaáy ñeàu ñeå laøm giaûm ñoä baõo hoøa cuïc boä cuûa DD. DD noùng coøn giuùp giaûm hieän töôïng haáp phuï caùc ion laï gaây baån tuûa vaø giuùp cho tuûa khoâng bò taïo thaønh traïng thaùi keo. 2. Tieán haønh keát tuûa ôû pH thaáp (ôû ñieàu kieän naøy, keát tuûa seõ tan nhieàu). Sau khi taïo tuûa xong, ñöa DD veà pH thích hôïp coù ñoä tan cuûa tuûa thaáp nhaát. 3. Sau khi taïo tuûa, ñeå yeân moät thôùi gian nhaèm taïo ñieàu kieän cho tuûa lôùn leân goïi laø laøm muoài tuûa (20-30 phuùt hoaëc coù theå keùo daøi töø 1-6 giôø). Vieäc laøm muoài tuûa thöôøng ñöôïc tieán haønh ôû nhieät ñoä khaù cao nhöng traùnh ñeå DD soâi buøng. Trong thôùi gian naøy, caùc tinh theå nhoû seõ tan ra, baùm trôû laïi vaøo caùc tinh theå lôùn vaø laøm tuûa lôùn leân. Tuy nhieân, caàn xem xeùt töøng tröôøng hôïp cuï theå ñeå traùnh caùc sai soá coù theå maéc phaûi. Ví duï, quaù trình haäu tuûa coù theå xaûy ra khi keùo daøi thôùi gian laøm muoài tuûa. 4. Ñeå traùnh hieän töôïng quaù baõo hoøa, coùn coù theå duøng phöông phaùp keát tuûa ñoàng theå (hay coøn goïi laø keát tuûa trong moâi tröôøng ñoàng töôùng) baèng caùch taïo thuoác thöû töø töø trong DD phaân tích qua moät hoùa chaát trung gian thay vì cho thaúng thuoác thöû vaøo DD. Ví duï, ñeå keát tuûa caùc hydroxyt kim loaïi, ngöôøi ta söû duïng phaûn öùng thuûy phaân ureâ (NH2)2CO khi ñun soâi DD: (NH2)2CO + H2O ⇋ 2 NH3 + CO2 NH3 sinh ra laøm taêng pH cuûa DD leân töø töø taïo tuûa hydroxyt kim loïai khoâng tan . Quaù trình keát tuûa ñoàng theå taïo cho DD coù ñoä quaù baõo hoøa raát thaáp, giuùp thu ñöôïc keát tuûa tinh theå coù kieán truùc tinh theå hoaøn chænh, thaäïm chí ñoái vôùi moät soá keát tuûa voán laø keát tuûa voâ ñònh hình nhö keát tuûa hydroxyt chaúng haïn. 19
  20. Hoùa phaân tích Neáu trong ñieàu kieän taïo tuûa chaéc chaén thu ñöôïc tuûa voâ ñònh hình, ñeå giaûm taïp chaát do tuûa voâ ñònh hình coù dieän tích beà maët raát lôùn neân deã haáp phuï chaát baån, caàn taïo tuûa trong ñieàu kieän sau ñaây: 1. DD maãu vaø thuoác thöû caàn noùng vaø khaù ñaäm ñaëc ñeå giaûm haáp phuï, tuûa ít xoáp, deã laéng. 2. Thuoác thöû ñöôïc theâm nhanh vaø khuaáy ñaàu ñeå chaát baån khoâng baùm leân tuûa. 3. Ngay sau khi taïo tuûa, theâm ngay DD ñieän ly maïnh ñeå phaù lôùp ñieän tích keùp treân beà maët haït keo, laøm tuûa deã ñoâng tuï. 4. Theâm vaøo DD moät löôïng nöôùc noùng tröôùc khi loïc ñeå taùch tuûa ra khoûi DD vaø laøm giaûm noàng ñoä caáu töû laï trong DD. 5. Tuûa ñöôïc loïc ngay ñeå traùnh phaûn öùng phuï. Neáu tuûa deã tan ôû nhieät ñoä cao thì laøm nguoäi tuûa tröôùc khi loïc. Söï nhieãm baån keát tuûa Trong thöïc teá, keát tuûa luoân luoân coù khaû naêng bò nhieãm baån do keùo theo moät soá chaát coù maët trong DD. Hieän töôïng naøy goïi laø söï coäng keát (keát tuûa theo). Caùc loaïi coäng keát gaây taùc duïng nhieãm baån coù theå keå nhö sau: 1. Haáp phuï beà maët: Haáp phuï laø hieän töôïng caùc caáu töû laï daïng ion (do thuoác thöû duøng thöøa hoaëc do söï coù maët cuûa moät soá chaát ñieän ly khaùc) baùm vaøo caáu töû chính, xaûy ra maïnh khi caáu töû chính ôû daïng keo hay daïng tinh theå mòn. Neáu haáp phuï caùc anion, keát tuûa seõ mang ñieän tích aâm vaø coù khaû naêng haáp phuï tieáp caùc cation khaùc laøm cho keát tuûa bò nhieãm baån bôûi caùc tuûa khaùc. Quaù trình haáp phuï beà maët coù tính choïn loïc (öu tieân haáp phuï caùc ion coù trong thaønh phaàn keát tuûa hoaëc nhöõng ion coù cuøng baùn kính ion vôùi keát tuûa). Ví duï, trong DD coù caùc ion I-, Cl-, K+, NO3-, keát tuûa AgI seõ haáp phuï I- tröôùc, sau ñoù tôùi Cl- vaø haàu nhö khoâng haáp phuï NO3-. Coù theå laøm giaûm hieän töôïng haáp phuï beà maët baèng caùc bieän phaùp: a) Taïo tuûa tinh theå to hay giaûm dieän tích beà maët cuûa tuûa b) Taïo tuûa ôû nhieät ñoä cao (vì haáp phuï laø quaù trình toûa nhieät). c) Pha loaõng DD maãu vaø thuoác thöû ñeå laøm giaûm noàng ñoä taïp chaát. d) Röûa keát tuûa sau khi loïc baèng DD thích hôïp. Trong DD röûa coù maët moät soá chaát ñieän ly coù theå haáp phuï caïnh tranh vôùi caùc ion gaây nhieãm baån, vaø caùc ion caïnh tranh naøy seõ ñöôïc taùch ra khoûi keát tuûa moät caùch deã daøng trong quaù trình xöû lyù tieáp theo. Caùc chaát ñieän ly coøn coù taùc duïng choáng hieän töôïng peptit hoùa (tuûa voâ ñònh hình trôû laïi traïng thaùi keo). 2. Noäi coäng keát: laø hieän gaây nhieãm baån beân trong haït keát tuûa, do moät soá tuûa phuï tuûa theo cuøng vôùi tuûa chính. Hieän töôïng noäi coäng keát bao goàm ba loaïi chính. 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản