[Thảo luận] Hóa phân tích định lượng

Các bạn sinh viên thân mến!
Đây là TOPIC dành cho các bạn trao đổi tài liệu cũng như học tập về Hóa phân tích định lượng nhé!

Tài liệu chính của các trường ĐHSP là cuốn "Hóa học phân tích - Phần III: Các phương pháp phân tích hóa học"
Link download: [You must be registered and logged in to see this link.]

Nội dung trao đổi có thể về các vấn đề sau:
- Xử lý số liệu: Đây là một vấn đề rất quan trọng khi làm thực nghiệm, nhưng cũng khá rắc rối.
- Phương pháp phân tích khối lượng (Ví dụ BaSO4, Mg2P2O7, Fe2O3...)
- Phương pháp thể tích: Đây là lĩnh vực rộng nhất của phương pháp phân tích hoá học, gồm:
+ Các khái niệm cơ bản: Tuy có vẻ đơn giản nhưng nếu phát huy tốt thì có thể giúp các bạn mới tiếp cận phương pháp rất tốt. Đây cũng chính là vấn đề đâu tiên các bạn cần phải tiếp thu khi nghiên cứu về phương pháp chuẩn độ: Điểm tương đương, sát tương đương, chỉ thị, chất gốc, dung dịch chuẩn, dung dịch cần chuẩn...
+ Các điều kiện của phản ứng chuẩn độ.
+ Các phương pháp chuẩn độ và cách tính toán.
+ Chuẩn độ axit - bazơ, chuẩn độ kết tủa, chuẩn độ tạo phức, chuẩn độ kết tủa, chuẩn độ oxi hoá - khử...

Để mở đầu cho mục này tôi xin đưa ra một vài vấn đề sau:
1. Chữ số có nghĩa (CSCN), cách làm tròn số thế nào cho đúng.
Vấn đề này với một số người là không có gì, nhưng chúng ta hãy viết để cho những người chưa biết có thể hiểu một cách dễ dàng hơn khi tiếp xúc với nó!

Trước hết chúng ta tìm hiểu khái niệm: Chữ số? Số? và số đo?
- Chữ số: Là các kí hiệu toán học được dùng để biểu diễn số lượng và các đại lượng vật lý.
+Chữ số trên thế giới hiện nay đang dùng có 2 loại: Chữ số La Mã và chữ số Ả Rập, trong đó chủ yếu là sử dụng chữ số Ả Rập vì nó ngắn gọn hơn.
+ Chữ số có thể được dùng ở các hệ đếm: Thập phân (sử dụng các chữ số 0-9), nhị phân (sử dụng các chữ số 0 và 1), bát phân (sử dụng các chữ số 0-7), thập lục phân (sử dụng các chữ số 0-9 và các chữ cái A, B, C, D, E, F tương ứng với các số 10, 11, 12, 13,14, 15)....
Lưu ý: Số 1-9 do người Ả Rập phát minh, còn số 0 lại là do người Ấn Độ phát minh.
- Số: Số là một tập hợp các chữ số được viết theo một trình tự xác định và tuân theo một thuật toán nhất định.
Trong Hoá học thực nghiệm chủ yếu sử dụng 3 loại số: Số tự nhiên, số logarit và số antilogarit (lũy thừa) (ngoài ra còn có số lượng giác...).
Cần chú ý là ở đây số tự nhiên không chỉ là "số tự nhiên của Toán học", mà nó còn chỉ các số được xác định bằng phép đo trực tiếp. (như cân, đong, đo, đếm...)
- Số đo: Số đo là biểu diễn bằng số của một đại lượng vật lý mà ta trực tiếp hoặc gián tiếp.

Quy tắc về Chữ số có nghĩa (CSCN):
Quy tắc 1: Quy tắc xét CSCN
- Tất cả các chữ số khác 0 đều là CSCN.
- Với chữ số 0 (zero):
+ Những chữ số 0 (zero) đứng trước những chữ số khác 0 (Leading zeros) đều không phải là CSCN.
Ví dụ: Số 0,0012 thì chỉ có 2 CSCN là 1 và 2. Ba chữ số 0 (zero) đều không phải là CSCN.
+ Những chữ số 0 (zero) bị "giam cầm" (Captive zeros) - tức nó nằm giữa các CSCN - đều là CSCN.
Ví dụ: 0,10023 thì có 5 CSCN là 1, 0, 0, 2, 3 (theo ý trên, chữ số 0 đầu tiên không phải là CSCN)
+ Những chữ số 0 (zero) ở tận cùng bên phải (Trailing zeros): Nếu là của số tự nhiên (Natural numbers) thì sẽ không phải là CSCN. Nếu là số thực khác thì đều là CSCN.
Ví dụ:
a) Các số 100, 1000 ... chỉ có 1 CSCN là chữ số 1 (các chữ số 0 (zero) đều không phải là CSCN vì đây là số tự nhiên).
b) Các số 1,00; 12,0 đều có 3 CSCN
Như vậy ta có thể viết 100 = 1.E+2; 1000 = 1.E+3 vì chúng đều có 1 CSCN (nhưng không được viết 100 = 1,00.E+2 vì số 100 chỉ có 1 CSCN còn chữ số 1,00.E+2 có 3 CSCN - Xem thêm quy tắc 3)
Chú ý: Với số đo thì những chữ số 0 (zero) ở tận cùng bên phải đều là CSCN. Vì vậy có thể viết 100 mL = 1,00.E+2 mL (nhưng không được viết 100 mL = 1.E+2 mL)

Quy tắc 2: Quy tắc chỉ có 1 CSCN không tin cậy trong số đo trực tiếp. Chữ số đó chính là chữ số cuối cùng (bên phải) và bằng bội số của 0,1.x (với x là đơn vị đo lường của thang đo)
Ví dụ: Buret chia độ đến 0,1 mL (1 chữ số sau dấu thập phân) => Ta chỉ được phép ghi thể tích đến 2 chữ số sau dấu thập phân, chẳng hạn 12,35 mL; 1,20 mL... nhưng không được ghi 12,352 mL hay 1,199 mL.

Quy tắc 3: Quy tắc bảo toàn CSCN khi chuyển đơn vị..
Ví dụ: Đổi 2 lít = 2.E+3 mL (đúng - đều có 1 CSCN) và 2 lít = 2000 mL (sai - VT có 1 CSCN, VP có 4 CSCN)

Quy tắc 4: Quy tắc làm tròn số đo gián tiếp: Có lẽ ai cũng biết rồi, chỉ nói kỹ khi có chữ số 5 đứng cuối cùng -> Làm tròn thành chữ số chẵn
Ví dụ:
+) 1,65 = 1,6 (Chữ số 6 là số chẵn, không làm tròn thành 1,7)
+) 1,75 = 1,8 (Chữ số 8 là số chẵn, không làm tròn thành 1,7)

Quy tắc 5: Quy tắc làm tròn số trong phép cộng - trừ.: Chỉ xét các chữ số sau dấu "phẩy" (Các chữ số thập phân). Chỉ giữ lại kết quả cuối cùng một số chữ số thập phân đúng bằng số chữ số thập phân của số hạng có số chữ số thập phân ít nhất.
Ví dụ: 6,145 + 13,24 + 34,7 = 54,085 = 54,085 = 54,1 (Vì số 34,7 chỉ có 1 chữ số thập phân).

Quy tắc 6: Quy tắc làm tròn số trong phép nhân - chia - logartit - antilogarit (số mũ).Chỉ giữ lại ở kết quả cuối cùng số chữ số có nghĩa của thừa số có số chữ số có nghĩa ít nhất.
Ví dụ: 6,125.E-5 x 3,7.E-8 x 5,37 = 1,21697625.E-11 = 1,2.E-11 (Vì số 3,7.E-8 chỉ có 2 CSCN).
Các bạn bổ sung phần cách xác định chữ số có nghĩa trong số logarit và antilogarit (số mũ) nhé!

Chương 1, 2: ĐẠI CƯƠNG VỀ PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG HÓA HỌC
I. Một số khái niệm chung.
I.1. Nồng độ dung dịch
a) Nồng độ % (C%): Gồm các lại nồng độ sau P(w/w) - % khối lượng; P(v/v) - % thể tích (độ rượu); P(w/v) và P(v/w).
Với dung dịch thì quan trọng nhất là % khối lượng P(w/w).
b) Nồng độ mol (Cм): Để pha V lít dung dịch có nồng độ Cм từ v (ml) dung dịch gốc có nồng độ % khối lượng P(w/w) ta sử dụng công thức:
-------------------------------v = Cм.M.V.100/(d.C%) - với d là tỷ khối của dung dịch gốc.
c) Nồng độ đương lượng (CN):
- Đương lượng (đ) là khối lượng của chất đó tương đương với 1 mol hiđro.
- Khối lượng đương lượng (Đ) là số gam của một đương lượng chất.
- Cách tính khối lượng đương lượng (Đ): Đ = M/n

----- +) Phản ứng axit - bazơ: Giá trị n là số ion H+ mà chất đó cho hoặc nhận khi tham gia phản ứng.
Ví dụ: 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O thì Đ(NaOH) = M(NaOH) = 40; Đ(H2SO4) = M(H2SO4)/2 = 49.
Ví dụ: NaOH + H2SO4 = NaHSO4 + H2O thì Đ(NaOH) = M(NaOH) = 40; Đ(H2SO4) = M(H2SO4) = 98.
Vậy: Đối với đơn axit - bazơ thì giá trị n = 1 (tức Đ = M); còn với đa axit thì tùy thuộc từng phản ứng ta có giá trị n khác nhau

----- +) Phản ứng tạo phức: Có nhiều cách tính, tuy nhiên không ảnh hưởng nhiều đến kết quả. Cách thông dụng nhất là dựa vào điện tích của ion trung tâm để tính Đ(ion trung tâm), từ đó tính Đ(phối tử).
Phức thường gặp là phức đơn nhân => n = điện tích của ion trung tâm.

----- +) Phản ứng tạo kết tủa: Giá trị n là số điện tích của các chất.
Ví dụ: Al2(SO4)3 + 3Pb(NO3)2 = 2Al(NO3)3 + 3PbSO4(kết tủa)
thì Đ(Al2(SO4)3) = M/6; Đ(Al(NO3)3) = M/3: Đ(Pb(NO3)2) = M/2 và Đ(PbSO4) = M/2.

----- +) Phản ứng oxi hóa - khử: Giá trị n là số electron trao đổi.

- Nồng độ đương lượng (CN) là số đương lượng chất tan có trong 1 lít dung dịch.
Vì Đ = M/n => C(N) = n.C(M)
- Cách tính số đương lượng tương tự như cách tính số mol: đ = C(N).V (tương tự n = C(M).V)

d) Quy tắc đương lượng: "Trong một phản ứng, số đương lượng các chất phản ứng là như nhau"
Quy tắc đương lượng áp dụng nhiều trong Hóa phân tích định lượng, nhất là trong tính toán hoặc thực hành người ta dùng nồng độ đương lượng. Theo quy tắc thì ta có (C.V)chất 1 = (C.V)chất 2 = .... với C là nồng độ đương lượng. Nếu chúng ta biết 3 đại lượng thì dễ dàng suy ra được đại lượng thứ 4.

Tuy nhiên, hiện nay người ta ít dùng quy tắc đương lượng, do việc sử dụng máy tính điện tử đã trở nên rộng rãi. Mặt khác, tuy có vẻ tính toán theo quy tắc đương lượng là khá đơn giản, nhưng nếu chúng ta chú ý rằng việc quy đổi nồng độ mol sang nồng độ đương lượng cũng là một vấn đề đối với nhiều người. Hơn nữa, việc tính khối lượng đương lượng phụ thuộc vào BẢN CHẤT PHẢN ỨNG nên chúng ta không thể pha chính xác nồng độ đương lượng, việc hiện nay vẫn có một số phòng thí nghiệm vẫn ghi nồng độ đương lượng CHỈ CÓ THỂ ĐƯỢC CHẤP NHẬN KHI HỌ THỰC HIỆN TRONG NHỮNG BÀI THỰC HÀNH NHẤT ĐỊNH. Chúng ta hãy xét ví dụ với K2Cr2O7 ở 2 phản ứng sau:
----------- 6 FeSO4 + K2Cr2O7 + 7 H2SO4 = 3 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7 H2O
----------- 2BaCl2 + K2Cr2O7 + H2O = 2BaCrO4 + 2KCl + 2HCl
Với phản ứng thứ nhất là phản ứng oxi hóa - khử => CN(K2Cr2O7) = 6.CM (vì n = 6)
Với phản ứng thứ hai là phản ứng tạo kết tủa: CN(K2Cr2O7) = 4.CM (vì n = 4, ở đây Cr2O7^2- tương đương với 2CrO4^2-)
Vậy, cùng nồng độ mol C(M) - BẤT BIẾN ta có 2 giá trị C(N) khác nhau (phụ thuộc từng phản ứng). Điều này sẽ gây ra những sai lầm cực kỳ lớn khi tính toán định lượng.

Với cá nhân thầy, khi dạy về Hóa phân tích định lượng, thầy không ngần ngại bỏ qua nồng độ đương lượng cũng như quy tắc đương lượng. Tuy nhiên, không phải ai cũng bỏ qua. Vì vậy, các bạn cần lưu ý điểm này nhé!

I.2 Độ chuẩn: Đây cũng là khái niệm thường dùng trong Hóa học phân tích, đôi khi chỉ vì không nắm được khái niệm mà rất nhiều người đã không thể giải được những bài toán đơn giản.
- Độ chuẩn (T): Là số gam chất tan có trong 1mL dung dịch.
Ví dụ: Dung dịch NaOH có T = 0,04 có nghĩa là trong 1mL dung dịch đó có chứa 0,04g NaOH.
Mối liên hệ giữa độ chuẩn T và C(M): ------ C(M) = 1000.T/M

- Độ chuẩn theo chất xác định, T(A/B): Là độ chuẩn của chất A theo chất xác định B (thường là chất chuẩn), đó là số gam chất B phản ứng hết với 1mL dung dịch chất A.
Ví dụ: Tính độ chuẩn của dung dịch KMnO4 theo Fe2+ từ dung dịch KMnO4 0,2M
Ta có: 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
1mL dung dịch KMnO4 có 0,02.E-3 mol => số mol Fe2+ = 0,1.E-3 mol => m(Fe2+) = 0,0056g.
Vậy độ chuẩn T(KMnO4/Fe2+) = 0,0056.

I.3. Một số khái niệm về phương pháp phân tích thể tích (Chuẩn độ)
1. Nguyên tắc chuẩn độ: Dựa trên việc đo thể tích dung dịch thuốc thử B phản ứng vừa đủ với một thể tích xác định của chất cần phân tích A.
- Chất A được gọi là CHẤT CẦN CHUẨN. Ký hiệu nồng độ, thể tích là Co, Vo.
- Chất B được gọi là CHẤT CHUẨN. Ký hiệu nồng độ, thể tích là C, V.

Chất chuẩn là dung dịch có nồng độ CHÍNH XÁC C đã biết trước. Do đó việc pha chế dung dịch chuẩn cần phải đặc biệt chú ý. Việc pha chế dung dịch chuẩn có thể được tiến hành như sau:
*) Pha chế từ chất gốc: CHẤT GỐC là những chất dùng để pha chế dung dịch chuẩn và nó phải thỏa mãn các điều kiện sau:
+ Phải tinh khiết: Lượng tạp chất < 0,01 - 0,02% (tức hàm lượng ghi trên nhãn phải đạt >99,98%)
+ Thành phần hóa học PHẢI ĐÚNG với công thức xác định, kể cả phần nước kết tinh.
+ Phải bền khi bảo quản (không hấp thụ CO2, O2...)
+ Khối lượng mol càng lớn càng tốt (lượng cân càng lớn thì sai số càng nhỏ)
*) Pha chế khi không có chất gốc: Trước hết cần pha nồng độ gần đúng, sau đó xác định lại nồng độ bằng dung dịch chuẩn khác. Quá trình này gọi là QUÁ TRÌNH CHUẨN HÓA.

2. Các khải niệm khác:
- Quá trình chuẩn độ: Quá trình cho dung dịch chuẩn (thuốc thử B) vào dung dịch cần chuẩn A gọi là quá trình chuẩn độ.
- Điểm tương đương: Là thời điểm tại đó thuốc thử B tác dụng VỪA HẾT với chất cần chuẩn A (chỉ mang ý nghĩa lý thuyết).
- Chất chỉ thị: Với các phương pháp định lượng hóa học, để xác định điểm tương đương, ta phải dựa vào sự quan sát trực quan, chẳng hạn sự thay đổi trạng thái dung dịch (bay hơi, kết tủa) hoặc phổ biến hơn là sự thay đổi màu sắc dung dịch.
Thông thường, các phản ứng trong dung dịch sẽ không có sự thay đổi màu rõ rệt, do đó người ta thường thêm vào dung dịch một chất màu thuận nghịch, tức là màu của chất đó sẽ thay đổi thuận nghịch tùy thuộc vào thành phần dung dịch (như pH, tính oxi hóa - khử...).
Những chất cho vào dung dịch cần chuẩn để xác định điểm dừng chuẩn độ, dựa vào sự phát tín hiệu của nó (thay đổi màu sắc, trạng thái...) được gọi là CHẤT CHỈ THỊ.
- Điểm cuối chuẩn độ: Là thời điểm tại đó chất chỉ thị thay đổi tín hiệu, còn được gọi là điểm kết thúc chuẩn độ, điểm dừng chuẩn độ.
Vì điểm kết thúc chuẩn độ phụ thuộc vào thời điểm chất chỉ thị thay đổi màu, nên điểm này thường KHÔNG TRÙNG với điểm tương đương, việc nay gây ra SAI SỐ CHUẨN ĐỘ.
- Sai số chuẩn độ: Do điểm cuối chuẩn độ khác điểm tương đương nên sinh ra sai số chuẩn độ, được ký hiệu là q%. Sai số chuẩn độ được tính theo công thức:
----------------------- q% = [(Vc - Vtđ)/Vtđ].100%
+ Nếu q < 0 (sai số âm) => Vc < Vtđ: Kết thúc TRƯỚC tương đương
+ Nếu q > 0 (sai số dương) => Vc > Vtđ: Kết thúc SAU tương đương
+ Trong chuẩn độ thể tích, sai số cho phép trong khoảng |q| < 0,1% hoặc 0,2% (tùy phép chuẩn độ cụ thể). Giá trị này thường người ta cho sẵn.
+ Sai số thường do 2 nguyên nhân: Do sử dụng chất chỉ thị không thích hợp (sai số chỉ thị) HOẶC do kỹ thuật chuẩn độ (dụng cụ thiếu chính xác, người phân tích thiếu kinh nghiệm)

3. Các yêu cầu của các phản ứng chuẩn độ:
- Phản ứng chuẩn độ phải xảy ra hoàn toàn THEO ĐÚNG hệ số tỉ lượng.
- Tốc độ phản ứng phải nhanh. (Một phản ứng hàng giờ đồng hồ thì không còn ý nghĩa)
- Phải có tính chọn lọc, các phản ứng phụ xảy ra không ảnh hưởng đến phản ứng chính. Ví dụ: Oxi hóa Fe2+ bằng MnO4- phải dùng môi trường H2SO4 chứ không được dùng HCl hoặc HNO3 (vì sao???)
- Phải chọn được chất chỉ thị thích hợp (tín hiệu rõ, dễ quan sát; sai số cho phép)

4. Phân loại các phương pháp chuẩn độ:
a) Dựa vào bản chất các phản ứng dùng trong chuẩn độ: Bao gồm
- Chuẩn độ axit - bazơ: Định lượng axit hoặc bazơ.
- Chuẩn độ tạo phức: Định lượng các ion kim loại và một số anion (gián tiếp)
- Chuẩn độ kết tủa: Chuấn độ các ion tạo chất ít tan.
- Chuẩn độ oxi hóa - khử: Định lượng các ion kim loại và một số anion.

b) Dựa vào phương pháp tiến hành chuẩn độ: Bao gồm
- Chuẩn độ trực tiếp: Thêm từ từ dung dịch chuẩn R từ buret vào dung dịch cần chuẩn X trong bình tam giác (erlen), thuốc thử R tác dụng trực tiếp với chất cần chuẩn X. Dựa vào V, C và phương trình phản ứng để tính lượng chất X đã tham gia phản ứng.
Ví dụ 1: Để chuẩn hóa dung dịch NaOH người ta hòa tan 1,2600 gam H2C2O4.2H2O vào nước và thêm nước đến 500,00mL. Chuẩn độ 25,00mL dung dịch thu được hết 12,58mL NaOH. Tính nồng độ mol/L của NaOH.
Hướng dẫn: Giải bài này theo cách như ở bậc THPT, tức là viết PTPỨ rồi tính toán.
=> C(NaOH) = 2x1,2600x25,00x1000/(126,00x500,00x12,58) = 0,07949 mol/L.

Ví dụ 2: Để xác định hàm lượng sắt trong một mẫu hợp kim chứa sắt người ta hòa tan 1,0000 gam mẫu trong axit, khử Fe3+ thành Fe2+. Chuẩn độ Fe2+ hết 50,12 mL dung dịch K2Cr2O7 có độ chuẩn T = 0,000470 (g/mL) K2Cr2O7. Tính hàm lượng % của Fe trong hợp kim.
Hướng dẫn:
- Từ độ chuẩn ta tính nồng độ K2Cr2O7 (M = 294,184) theo công thức:
----------------- C(M) = 1000.T/M = 1,5976.E-3M
Từ đó tính được nồng độ Fe2+ => m(Fe) = 0,0268 gam. (Khối lượng mol Fe = 55,847 g)

Trong trường hợp vì một lý do nào đó (chẳng hạn do tốc độ phản ứng không đủ nhanh hoặc không có chất chỉ thị thích hợp...) người ta tiến hành chuẩn độ gián tiếp theo 2 cách: CHUẨN ĐỘ NGƯỢC và CHUẨN ĐỘ THẾ.
- Chuẩn độ ngược: Thêm 1 thể tích chính xác và dư dung dịch chuẩn R vào dung dịch cần chuẩn X, tạo mọi điều kiện để R phản ứng hoàn toàn với X (ví dụ đun nóng hoặc để chờ một thời gian). Sau đó tiến hành chuẩn độ lượng R dư bằng một dung dịch chuẩn khác thích hợp. Từ đó tính ra lượng X ban đầu.
Ví dụ: Thêm 25,00 mL dung dịch AgNO3 0,1248 M vào 20,00 mL dung dịch NaCl. Chuẩn độ lượng AgNO3 dư hết 11,54 mL dung dịch NH4SCN 0,0875 M. Tính nồng độ mol/L của NaCl.
Hướng dẫn: Giải bài này theo cách như ở bậc THPT.
Kết quả thu được %C(NaCl) = 0,1055 M.

- Chuẩn độ thế: Cho chất cần xác định X tác dụng với chất MY thích hợp để thực hiện phản ứng: X + MY => MX + Y. Sau đó tiến hành chuẩn độ lượng Y tạo ra bằng một dung dịch chuẩn R thích hợp. Từ đó tính ra lượng X ban đầu.
Ví dụ: Để định lượng đồng, người ta hòa tan 1,080 gam quặng đồng. Thêm KI dư. Sau đó chuẩn độ iốt giải phóng ra hết 15,65 mL dung dịch Na2S2O3 0,0950 M. Tính %Cu trong quặng.
Hướng dẫn: Giải bài này theo cách như ở bậc THPT.
Kết quả thu được %Cu = 8,75% (Khối lượng mol của Cu = 63,54 g)

Chương 3. PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ AXIT - BAZƠ

I.1 Chất chỉ thị trong chuẩn độ axit - bazơ
1. Bản chất của chất chỉ thị axit - bazơ:
Chất chỉ thị axit - bazơ phải thỏa mãn 2 điều kiện:
- Màu của chỉ thị trong môi trường axit và trong môi trường bazơ phải khác nhau.
- Thay đổi thuận nghịch theo pH.
=> Chỉ thị axit - bazơ là axit-bazơ hữu cơ yếu.

2. Lý thuyết về chất chỉ thị (Xem giáo trình)

3. Khoảng pH chuyển màu: pKa - 1 < pH < pKa + 1
(với pKa là hằng số axit của dạng axit HInd) - xem thêm Hóa phân tích định tính

4. Chỉ số chuẩn độ của chất chỉ thị (pT):
- Chỉ số chuẩn độ (pT) là giá trị pH tại đó chất chỉ thị chuyển màu rõ nhất.
Cũng có thể phát biểu như sau: Chỉ số chuẩn độ là giá trị pH tại đó ta dừng phép chuẩn độ.

- Chỉ số chuẩn độ (pT) phụ thuộc 2 yếu tố:
+ Bản chất của chất chỉ thị:
+ Thứ tự chuẩn độ.

Dưới đây là bảng giá trị pT của một số chỉ thị thông dụng nhất trong chuẩn độ axit - bazơ:

[You must be registered and logged in to see this image.]

5. Nguyên tắc chọn chất chỉ thị:
- Chọn chất chỉ thị có pT nằm trong bước nhảy pH của phép chuẩn độ (khái niệm bước nhảy ta sẽ tìm hiểu sau)
- Chọn chỉ thị có pT ~ pHtđ (Giá trị pH tương đương)

I.2. Chuẩn độ ĐƠN axit - bazơ.
Trước hết, chúng ta cần lưu ý một điều đó là trong phép chuẩn độ axit-bazơ PHẢI CÓ sự tham gia của một đơn axit-bazơ mạnh, thường là chất chuẩn. Tức là chúng ta không thể dùng các axit yếu để chuẩn độ bazơ yếu, điều này cũng dễ dàng lý giải khi trong dung dịch tồn tại các cặp axit-bazơ liên hợp khác nhau nó sẽ có tác dụng như một dung dịch đệm, tức là chống lại sự thay đổi pH => không phù hợp với phương pháp chuẩn độ.

I.2.1. Chuẩn độ bazơ mạnh bằng axit mạnh: Chuẩn độ Vo mL dung dịch NaOH Co mol/L bằng V mL dung dịch HCl C mol/l
a) Đường chuẩn độ
- Đường chuẩn độ trong phương pháp chuẩn độ axit-bazơ là đường biểu diễn sự biến thiên lượng dung dịch chuẩn cho vào dung dịch cần chuẩn.
- Đường chuẩn độ có thể xây dựng theo hàm pH = f(V) - với V là thể tích dung dịch chuẩn, nhưng thường gặp hơn là được xây dựng theo hàm pH = f(P) - với P = C.V/CoVo là tỉ số mol (hoặc tỉ số đương lượng) của chất chuẩn và chất cần chuẩn.

* Xây dựng phương trình đường chuẩn độ:
Phản ứng chuẩn độ: HCl + NaOH => NaCl + H2O. Phương trình chuẩn độ dựa trên cơ sở ĐLBTĐT:
Trong dung dịch tồn tại các ion: H+, OH-, Na+, Cl- => [H+] + [Na+] = [OH-] + [Cl-] ------- (*)
Ta có: [Na+] = C(NaOH) = Co.Vo/(V + Vo); [Cl-] = C.V/(V + Vo); [H+] = h; [OH-] = Kw/h thay vào (*) ta được:
--------------- h + Co.Vo/(V + Vo) = Kw/h + C.V/(V + Vo) (đặt a = h - Kw/h)
----------- => V/Vo = (Co + a)/(C - a)
----------- => P = C.V/Co.Vo = [C.(Co + a)]/[Co.(C - a)] ------- (**)

Phương trình (**) là phương trình đường chuẩn độ tại mọi thời điểm. Từ đây nếu biết 4 trong 5 đại lượng C, V, Co, Vo, h thì ta có thể tính được đại lượng còn lại.
Từ (**) ta thay pH = 0 đến 14 => Giá trị P tương ứng. Từ đó vẽ được đường chuẩn độ pH = f(P).

Việc xây dựng đường chuẩn độ không nhất thiết phải lấy nhiều giá trị pH để tìm P. Về nguyên tắc chỉ cần có 4 giá trị pH là có thể dựng được đường chuẩn độ:
- Giá trị pHo: Là giá trị pH của dung dịch (cần chuẩn) ban đầu, lúc chưa chuẩn độ.
- Giá trị pHđ: Là giá trị ứng với sai số ÂM cho phép (q = -0,1% hoặc q = -0,2%)
- Giá trị pHtđ: Là giá trị pH tại điểm tương đương.
- Giá trị pHc: Là giá trị ứng với sai số DƯƠNG cho phép (q = +0,1% hoặc q = +0,2%)
Sau đó nối 4 điểm trên với nhau theo đường ta sẽ được đường cong chuẩn độ. Khoảng pH thuộc (pHđ; pHc) gọi là BƯỚC NHẢY CHUẨN ĐỘ (hay Bước nhảy pH).

b) Sai số chuẩn độ
Như ta đã biết, sai số chuẩn độ được tính theo công thức:
----------------- q = (Vc - Vtđ)/Vtđ
Với Vc = V và Vtđ = Co.Vo/C, thay vào ta có:
----------------- q = (C.V - Co.Vo)/Co.Vo = P - 1.------- (***)
Thay (**) vào (***) ta có:
----------------- q = a.(C + Co)/[Co.(C - a)] ------- (****)

Phương trình (****) cho phép tính sai số ở mọi thời điểm chuẩn độ.
Khi sát điểm tương đương h ~ Kw/h ~ E-7 M => C >> a = (h - Kw/h) nên từ (****) ta có:
----------------- q = a.(C + Co)/Co.C = (h-Kw/h).(C + Co)/Co.C------- (*****)
Phương trình (*****) là phương trình cho phép tính sai số tại sát tương đương.
Từ đây ta có thể tính được bước nhảy pH: Tính pHđ ứng với q = -0,1% (hoặc -0,2%) và tính pHc ứng với q = +0,1% (hoặc +0,2%)

I.2.2. Các phương pháp chuẩn độ ĐƠN axit-bazơ khác:
Với các phép chuẩn độ ĐƠN axit-bazơ khác chúng ta cũng dễ dàng thiết lập được phương trình đường chuẩn độ và phương trình tính sai số tương ứng (các bạn tự nghiên cứu giáo trình).
Dưới đây là bảng công thức tính sai số cho mỗi phép chuẩn độ:

[You must be registered and logged in to see this image.]

I.3. Tính toán trong chuẩn độ ĐƠN axit - bazơ.
I.3.1. Tính pH ở các thời điểm:
a) Chuẩn độ Bm = Am:
- Trước tương đương: Bazơ dư => [OH-] dư = (CoVo - CV)/(V + Vo) => pH = 14 + lg[(CoVo - CV)/(V + Vo)]
- Tại tương đương: CoVo = CV => pH = 7,0
- Sau tương đương: Axit dư => [H+] dư = (CV - CoVo)/(V + Vo) => pH = -lg[(CV - CoVo)/(V + Vo)]

b) Chuẩn độ Am = Bm:
- Trước tương đương: Axit dư => [H+] dư = (CoVo - CV)/(V + Vo) => pH = -lg[(CoVo - CV)/(V + Vo)]
- Tại tương đương: CoVo = CV => pH = 7,0
- Sau tương đương: Bazơ dư => [OH-] dư = (CV - CoVo)/(V + Vo) => pH = 14 + lg[(CV - CoVo)/(V + Vo)]

c) Chuẩn độ By = Am:
- Trước tương đương: Bazơ dư => Dung dịch đệm của cặp axit/bazơ liên hợp của bazơ yếu. Ta có: pH = pKa + lg(Cb/Ca) (chú ý: Ka = Kw/Kb)
Cb = C(By) dư = (CoVo - CV)/(V + Vo); Ca = [Am]pư = CV/(V + Vo)
=> pH = pKa + lg[(CoVo - CV)/CV]
- Tại tương đương: CoVo = CV => Dung dịch axit liên hợp của bazơ yếu có nồng độ Ca = CV/(V + Vo) => h = Kw/h + Ka.Ca/(Ka + h).
- Sau tương đương: Axit mạnh dư => Tính pH theo axit mạnh.
[H+] dư = (CV - CoVo)/(V + Vo) => pH = -lg[(CV - CoVo)/(V + Vo)]

d) Chuẩn độ Ay = Bm:
- Trước tương đương: Axit dư => Dung dịch đệm của cặp axit/bazơ liên hợp của bazơ yếu. Ta có: pH = pKa + lg(Cb/Ca)
Ca = C(Ay) dư = (CoVo - CV)/(V + Vo); Cb = [Bm]pư = CV/(V + Vo)
=> pH = pKa + lg[CV/(CoVo - CV)]
- Tại tương đương: CoVo = CV => Dung dịch bazơ liên hợp của axit yếu có nồng độ Cb = CV/(V + Vo) => x = Kw/x + C.Kb/(Kb+x) (với x = [OH-]).
- Sau tương đương: Bazơ mạnh dư => Tính pH theo bazơ mạnh
[OH-] dư = (CV - CoVo)/(V + Vo) => pH = 14 + lg[(CV - CoVo)/(V + Vo)]

Sau đây là bảng tóm tắt kết quả thu được. Chú ý: Tại sát tương đương ta có CV/(V + Vo) ~ CoVo/(V + Vo) ~ CoC/(C + Co)

[You must be registered and logged in to see this image.]

I.3.2. Tính chính xác thể tích chất chuẩn (V) hoặc tính chính xác nồng độ (Co) chất cần chuẩn:
Trong thực tế, điểm dừng chuẩn độ không bao giờ trùng với điểm tương đương => Do đó chúng ta cần phải tính chính xác thể tích dung dịch chuẩn đã dùng để chuẩn độ khi kết thúc chuẩn độ.
Mặt khác, việc xác định chính xác nồng độ của chất cần chuẩn cũng là nhiệm vụ có ý nghĩa lớn.
a) Dựa vào các công thức tính pH.
- Với mỗi chất chỉ thì sẽ có giá trị chỉ số chuẩn độ tương ứng với mỗi phép chuẩn độ => Điểm dừng chuẩn độ là điểm có pH = pT.
- Từ giá trị pH đó, ta so sánh với pH tương đương => Xác định được kết thúc chuẩn độ trước hay sau tương đương.
- Từ đó áp dụng công thức tính pH tương ứng ta sẽ tính được V (các giá trị C, Co, Vo đã biết) hoặc Co (các giá trị C, V, Vo đã biết)

b) Dựa vào các công thức tính sai số.
- Từ pH = pT kết hợp với C, Co đã biết ta tính được sai số của phép chuẩn độ
- Từ sai số chuẩn độ ta có: q = (CV - CoVo)/(CoVo) => V = CoVo.(1 + q)/C
Mặt khác, theo thực nghiệm ta có: C.V(TN) = Co.Vo => V(TN) = Co.Vo/C
Từ đó ta có: V(c/xác) = (1 + q).V(TN)

Tương tự ta cũng có: q = (CV - CoVo)/(CoVo) => Co = CV/[(1 + q).Vo]
Mặt khác, theo thực nghiệm ta có: C.V = Co(TN).Vo => Co(TN) = C.V/Vo
Từ đó ta có: Co(c/xác) = Co(TN)/(1 + q)
Mặt khác, với q << 1 (sai số cho phép) => 1 = 1 - q^2 = (1 + q).(1 - q) => 1/(1 + q) = (1 - q)
Vậy ta có: Co(c/xác) = (1 - q).Co(TN)

BÀI TẬP CHUẨN ĐỘ ĐƠN AXIT - BAZƠ

Bài tập 1: Chuẩn độ 50,00 mL dung dịch NaOH đến màu da cam của Metyl da cam (pT = 4,00) thì phải dùng 80,00mL dung dịch HCl 0,02 M. Tính nồng độ chính xác của dung dịch NaOH.
Hướng dẫn giải:
Chuẩn độ bazơ = axit => Trong quá trình chuẩn độ pH giảm.
- Cách 1: Dựa vào công thức tính pH.
pH = 4,0 < 7,0 => Kết thúc chuẩn độ sau tương đương.
Axit dư => [H+] dư = (CV - CoVo)/(V + Vo).
Thay số ta có: 1.E-4 = (80.0,02 - 50.Co)/(80 + 50) => Co = 3,174.E-2 M
- Cách 2: Dựa vào công thức tính sai số:
Giả sử dừng chuẩn độ ở sát tương đương. Ta tính Co(tđ) = CV/Vo = 80.2.0,02/50 = 0,032M
Ta có q = (h - Kw/h).(C + Co)/C.Co = E-4.(0,02 + 0,032)/(0,02.0,032) = 8,125.E-3
Thay vào công thức: Co = (1 - q).Co(tđ) ta có Co = 3,174.E-2 M.
Nhận xét
- Hai cách tính cho kết quả giống nhau.
- Tuy cách 2 phức tạp hơn cách 1, nhưng lại thường được sử dụng nhiều hơn. Do công thức tính sai số khá phổ biến khi tính toán trong phân tích thể tích.

Bài tập 2: Vẽ đường định phân (chuẩn độ) khi chuẩn độ 10,00mL dung dịch HCl 0,1M bằng dung dịch NaOH 0,1M. Biết sai số cho phép |q| = 0,1%.
Hướng dẫn giải:
- Viết phương trình phản ứng chuẩn độ.
- Xác định pH theo nguyên tắc 4 điểm.
+ Xác định pHo: Khi chưa thêm NaOH, dung dịch chỉ chứa HCl => pHo = -lgC(HCl) = 1,0
+ Xác định pHđ: Sát trước tương đương, với q = -0,1% ta có h >> Kw/h:
Vậy q = -1.E-3 = -h.(C + Co)/C.Co => h = E-3.0,1.0,1/(0,1 + 0,1) = 5.E-5 => pHđ = 4,3 (thỏa mãn h >> Kw/h)
+ Xác định pHtđ: Tại tương đương, dung dịch chỉ chứa NaCl => pHtđ = 7,0
+ Xác định pHc: Sát sau tương đương, với q = +0,1% ta có h << Kw/h:
Vậy q = 1.E-3 = Kw/h.(C + Co)/C.Co => Kw/h = E-3.0,1.0,1/(0,1 + 0,1) = 5.E-5 => h = 2.E-10 => pHc = 9,7
Bước nhảy chuẩn độ là khoảng pH từ 4,3 đến 9,7 (luôn ghi pHđ trước pHc).
Vẽ đồ thì đường định phân bằng cách nối 4 giá trị pH, đoạn sau pHc chúng ta vẽ gần giống với đoạn trước pHđ. (Chú ý khi vẽ bằng tay nên vẽ trục tung dài hơn trục hoành, và đoạn nối pHđ - pH tđ - pH cuối cố gắng vẽ theo chiều thẳng đứng, ở cuối mỗi phía (gần pHđ và gần pHc) thì mới vẽ cong)

[You must be registered and logged in to see this image.]

Bài tập 3: Chuẩn độ 25,00 mL dung dịch HCl bằng dung dịch NaOH 0,05M.
a) Tính nồng độ HCl nếu dung dịch NaOH đã dùng là 17,50
b) Tính bước nhảy chuẩn độ nếu chấp nhận sai số của phép chuẩn độ là (+-)0,2%.
c) Nếu kết thúc phép chuẩn độ ở pH = 4,0 thì sai số chuẩn độ bằng bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
- Viết phương trình phản ứng chuẩn độ.
a) Nồng độ HCl: Ta có CV = CoVo => Co = CV/Vo = 0,05.17,5/25 = 0,035M
b) Tương tự bài tập 2, ta xác định dễ dàng pHđ = 4,4; pHc = 9,6 => Bước nhảy pH = (4,4; 9,6)
c) Ta có pH = 4,0 tuy nằm ngoài bước nhảy nhưng không nhiều nên có thể áp dụng công thức tính sai số sát tương đương.
Ta có: q = -(h - Kw/h).(C + Co)/CoC = -E-4.(0,05 + 0,035)/(0,05.0,035) = -0,486% (thỏa mãn sát tương đương)

Bài tập 4: Chuẩn độ dung dịch CH3COOH 0,1M bằng dung dịch NaOH 0,1M. Cho CH3COOH có pKa = 4,76
a) Vẽ đường định phân của phép chuẩn độ
b) Tính sai số khi dùng chỉ thị PP (pT = 9,0) và PhĐ (pT = 7,0)
Hướng dẫn giải:
a) Vẽ đường định phân: Vẽ theo nguyên tắc 4 điểm:
+ Xác định pHo: Khi chưa thêm NaOH, dung dịch chỉ chứa CH3COOH 0,1M => pHo = 1/2.pKa - 1/2.lgC(CH3COOH) = 2,88
+ Xác định pHđ: Sát trước tương đương, với q = -0,1% tương ứng với % axit dư => %bazơ = 99,9% => Cb/Ca = 99,9%/0,1% = 999
Vậy pH = pKa + lg(Cb/Ca) = 4,76 + 3 = 7,76 => pHđ = 7,76
+ Xác định pHtđ: Tại tương đương, dung dịch chỉ chứa CH3COONa với Cb = CV/(V + Vo) = Co.C/(C + Co) = 0,05M
=> pOH = 1/2.pKb - 1/2lgCb = 1/2.9,24 - 1/2.lg(0,05) = 5,27 => pHtđ = 8,73
+ Xác định pHc: Sát sau tương đương, NaOH dư quyết định pH
Với q = +0,1% => Cb = 0,1%.CV/(V + Vo)
Vì sát tương đương nên CV/(V + Vo) ~ Co.C/(C + Co)
=> [OH-] = Cb = 0,1%.Co.C/(C + Co) = 5.E-5 M => pHc = 9,70.
Vậy q = 1.E-3 = Kw/h.(C + Co)/C.Co => Kw/h = E-3.0,1.0,1/(0,1 + 0,1) = 5.E-5 => h = 2.E-10 => pHc = 9,70
=> Bước nhảy chuẩn độ trong khoảng pH từ 7,76 đến 9,70
Nhận xét: Bước nhảy pH của phép C/Đ Ay = Bm hẹp hơn hơn rất nhiều so với BN của phép C/Đ Am = Bm (cùng nồng độ). Tự vẽ hình
b) Tính sai số chỉ thị.
- Với chỉ thị PhĐ có pT = 7,0 < pHtđ => Dừng chuẩn độ trước tương đương.
Ta có q = -(h - Kw/h).(C + Co)/CoC - alpha(CH3COOH) = -(h - Kw/h).(C + Co)/CoC - h/(h + Ka)
Thay số ta có q = -0,56% (lớn hơn sai số cho phép=>không dùng được)
- Với chỉ thị PP có pT = 9,0 > pHtđ => Dừng chuẩn độ sau tương đương.
Ta có q = -(h - Kw/h).(C + Co)/CoC - alpha(CH3COOH) = -(h - Kw/h).(C + Co)/CoC - h/(h + Ka)
Thay số ta có q = +0,0144% (nhỏ hơn sai số cho phép (0,1%) => dùng được)

BÀI TẬP RÈN LUYỆN

Bài tập 5: Chuẩn độ 100,00mL dung dịch HNO3 0,01M bằng dung dịch NaOH 0,02 M. Tính pH của dung dich và sai số chuẩn độ sau khi đã thêm:
a) 49,98mL NaOH
b) 50,03mL NaOH

Bài tập 6: Chuẩn độ 100,00 mL dung dịch HCl bằng dung dịch NaOH 0,01. Khi thêm 45.00mL dung dịch NaOH thì pH của dung dịch thu được bằng 5,00. Tính nồng độ của dung dịch HCl.

Bài tập 7: Chuẩn độ 50,00 mL dung dịch NaOH Co (M) bằng dung dịch HCl C (M). Khi thêm 40,00 mL dung dịch Hcl thì thu được dung dịch có pH = 10,0. Thêm tiếp 5,00 mL dung dịch HCl thì pH = 3,0
a) Tính nồng độ của HCl và NaOH đã dùng.
b) Tính thể tích HCl tối thiểu phải cho vào dung dịch NaOH để làm mất màu PP (pT = 8,0).

Bài tập 8: Chuẩn độ 50,00 mL dung dịch Ba(OH)2 bằng dung dịch HCl 0,02M với chỉ thị metyl đỏ (pT = 5) thì cần 35,00mL dung dịch HCl.
a) Tính nồng độ Ba(OH)2.
b) Xác định khoảng bước nhảy của phép chuẩn độ. Cho biết sai số cho phép là |q| = 0,2%.

Bài tập 9: Chuẩn độ 25,00 mL dung dịch NH3 0,05M bằng HCl 0,1M.
a) Tính thể tích HCl phải dùng nếu dùng chỉ thị metyl da cam (pT = 4,0)
b) Tính pH của dung dịch sau khi thêm 12,30 mL HCl

Tổng số bài gửi : 33 Join date : 12/09/2012

Bài tập 5:
Phương trình chuẩn độ: HNO3 + NaOH ---> NaNO3 + H2O
Tính pH của dung dịch:
Trước tương đương: Axit dư =>[H+]dư = (CoVo - CV)/(V + Vo) => pH = -log[H+]dư = -log[(CoVo - CV)/(V + Vo)]
Tại tương đương: dung dịch chỉ có NaNO3 => pH = 7
Sau tương đương: Bazo dư => [OH-]dư = (CV - CoVo)/(V + Vo) => pH = 14 + log[(CV - CoVo)/(V + Vo)]

a) Với Co = 0,01M; Vo = 100ml; C = 0,02M; V = 49,98ml. Ta thấy CoVo > CV => Dừng chuẩn độ trước tương đương:
pH = -log[(CoVo - CV)/(V + Vo)] => pH = 5,6
- Tính sai số chuẩn độ:
Vì axit dư nên ta tính sai số sát trước tương đương, ta có h>> Kw/h => q = -h.(C + Co)/C.Co = -0,038%

b) Với Co = 0,01M; Vo = 100ml; C = 0,02M; V = 50,03ml. Ta thấy CoVo < CV => Dừng chuẩn độ sau tương đương:
pH = 14 + log[(CV - CoVo)/(V + Vo)] => pH = 8,6
- Tính sai số chuẩn độ:
Vì bazo dư nên ta tính sai số sau tương đương, ta có Kw/h >> h => q = Kw/h.(C + Co)/C.Co = 0,06%

Khách viếng thăm

Bai tap 6:
*Phản ứng chuẩn độ: HCl + NaOH -> NaCl + H2O

*Cách 1: Tính theo công thức tính pH
Từ pH = 5 > pH(td) => Dừng chuẩn độ trước tương đương
=> Axit dư => [H+]dư = (CoVo - CV)/(V + Vo)
=> E-5 = (Co.100 - 0,01.45)/145 => Co = 4,5145.E-3 M

*Cách 2: Tính theo công thức tính sai số chuẩn độ
Giả sử dừng chuẩn độ ở sát điểm tương đương. Ta có: Co(td) = CV/Vo = 4,5.E-3 M
Vì pH = 5 => h>>Kw/h nên ta có sai số chuẩn độ là:
q = -h.(C + Co)/CoC = - E-5.( 0,01 + 4,5.E-3)/(0,01.4,5.E-3) = -29/9000 (thỏa mãn sát tương đương)

=> Co = (1 - q).Co(td) = (1+29/9000).4,5.E-3 = 4,5145.E-3 M

Tổng số bài gửi : 33 Join date : 12/09/2012

Bài tập 7:
- Phương trình chuẩn độ: NaOH + HCl ---> NaCl + H2O
a) Tính C, Co
* Với pH = 10 > 7 => dừng chuẩn độ trước tương đương.
Bazo dư, [OH-] dư = CoVo - CV / ( V + Vo)
-------=> Kw/[H+] = CoVo - CV / ( V + Vo) = E-4
------=> CoVo - CV = E-4.(V + Vo) <=> 50Co - 40C = 90.E-4 (1)
* Với pH = 3 < 7 => dừng chuẩn độ sau tương đương
Axit dư, [H+] dư = CV - CoVo / ( Vo + V) = E-3
--------<=> 45C - 50Co = 95.E-3 ---------------------------------(2)
Từ (1) & (2) ta có hệ pt, giải hệ pt, ta được: C(HCl) = C = 0,0208 (M); C(NaOH) = Co = 0,01682 (M)

b) Tính V(HCl)
Giả sư dừng chuẩn độ sát tương đương.
Ta có: CoVo = C.V(tđ) => V(tđ) = CoVo/C = 0,01682.50/0,0208 = 40,43 (ml)
Ta lại có: q = (h - Kw/h).(C + Co) / ( CoC) = -Kw/h.(C + Co) / ( CoC) = -0,01%
Thay vào công thức: V = (1+q).V(tđ) = 40,43 (ml)

Tổng số bài gửi : 33 Join date : 12/09/2012

Bài tập 8:
- Phương trình chuẩn độ: Ba(OH)2 + 2HCl ---> BaCl2 + 2H2O
a) Tính nồng độ Ba(OH)2
Giả sư dừng chuẩn độ sát tương đương. Ta có: 2Co(tđ).Vo = CV => Co(tđ) = CV/2Vo = 0,02.35/2.50 = 7.E-3 (M)
Mặt khác ta có: q = (h - Kw/h).(C + 2Co)/(2CoC) = E-5.(0,02 + 14.E-3)/(0,02 + 14.E-3) = 0,12% ( thỏa mãn sát tương đương)
Thay vào công thức: Co = (1 - q).Co(tđ) = 6,9915.E-3 (M)

b) Xác định bước nhảy chuẩn độ
- Tính pHđ: Sát trước tương đương, với q = -0,2% ta có h << Kw/h
Vậy q = -2.E-3 = (h - Kw/h).(C + 2Co)/(2CoC) = -Kw/h.(0,02 + 14.E-3)/(0,02 + 14.E-3) => pHđ = 9,22
- Tính pHc: Sát sau tương đương, với q = 0,2% ta có h>>Kw/h
Vậy q = 2.E-3 = (h - kw/h).(C + 2Co)/(2CoC) = h(C + 2Co)/(2CoC) => pHc = 4,78
=> Bước nhảy chuẩn độ là khoảng pH (9,22;4,78)

Khách viếng thăm

Bài tập 9:
*Ptpư chuẩn độ: NH3 + HCl -> NH4Cl
a)Tại điểm tương đương: CoVo = CV(tđ) => V(tđ)=CoVo/C = 0.05.25/0,1 = 12,5 mL
Vì KaCa >> Kw => [H+]tđ = [A-] = [CoVo/(V+Vo)].Ka/(Ka+h)= [0,05.25/(25+12,5)].E-9,24/(E-9,24 + h)
=> h = 4,38.E-6 M => pH(td) = 5,36

Cách 1: vì pH=4 < pH(tđ) => axit dư
[H+]dư = (CV-CoVo)/(V+Vo) = (0,1V - 0,05.25)/(V+25) = E-4
=>V(HCl)= 12,54 mL

Cách 2:: Vì pH = 4 => h>>Kw/h
Giả sử kết thúc chuẩn độ ở sát tương đương, ta có:
q = [h(C+Co)/CCo] - alpha(NH3) = h(C +Co)/CoC - Ka/(Ka+h)
= E-4.(0,1+0,05)/0,1.0,05 - E-9,24/(E-9,24+E-4) = 2,994.E-3
=>V(HCl)= V(td).(1+q) = 12,5.(1+2,994.E-3)=12,54 mL

b. Với V = 12,3 mL => CoVo > CV => Dừng chuẩn độ trước tương đương => Dung dịch là dung dịch đệm của cặp NH4+ - NH3
=> pH = pKa + lgCb/Ca = pKa + lg(CoVo -CV)/CV = 9,24 + lg(0,05.25 - 0,1.12,3)/0,1.12,3 => pH = 7,45

Tổng số bài gửi : 33 Join date : 12/09/2012

ĐỀ THI KẾT THÚC MÔN PHÂN TÍCH 3 ( 2011-2012)

Câu 1.
Cho các thế khử sau: Eo1(I2(r)/I-) = 0,535V; Eo2(I2(aq)/I-) = 0,620V; Eo3(I3^-1/I-) = 0,535V
a/ Tính hằng số cân bằng của pứ: I2(aq) + I- <=> I3^-
b/ Tính hằng số cân bằng của pứ: I2(r) + I- <=> I3^-
c/ Tính độ tan (g/l) của I2 trong nước. Biết I = 126,904
Câu 2.
Chuẩn độ đ HClO4 0,1000M bằng dd NaOH cùng nồng độ. Tính sai số chuẩn độ nếu kết thúc chuẩn độ khi đổi màu metyl đỏ từ hồng sang vàng ( pT = 6,0).
Câu 3.
Cho NaCl dư vào 25,00ml dd AgNO3, lọc kết tủa làm khô, cân nặng 0,43g. Mặt khác, nếu chuẩn độ 50,00ml dd AgNO3 này bằng dd NH4SCN phải dùng hết 32,50ml.
a/ Viết các PTHH của pứ xảy ra trong quá trình phân tích và cho biết trong các thí nghiệm trên người ta đã sử dụng phương pháp phân tích định lượng nào?
b/ Tính nồng độ mol/l của AgNO3 và NH4SCN.
c/ Khi chuẩn độ dd AgNO3 bằng NH4SCN phải dùng chất chỉ thị nào và cần phải lưu ý đến vấn đề gì?
Câu 4.
Hòa tan 0,700g một hợp kim của đồng trong axit rồi pha loãng bằng nước cất đến thể tích chính xác 200,00ml. Axit hóa 30,00ml dd này bằng H2SO4, thêm KI dư. Chuẩn độ iot giải phóng ra hết 7,00ml Na2S2O3 0,1000M.
a/ Viết PTHH của các pứ xảy ra.
b/ Tính thành phần phần trăm của đồng trong hợp kim.

Tổng số bài gửi : 33 Join date : 12/09/2012

Câu 1:
(1) I2(r) + 2e <=> 2I- ------log K1 = +2.Eo1/0,00592
(2) I2(aq) + 2e <=> 2I- ----log K2 = +2.Eo2/0,00592
(3) I3^- + 2e <=> 3I- ------log K3 = +2.Eo3/0,00592
a/ (4) I2(aq) + I- <=> I3^- ----log K4
Ta thấy (4) = (2) - (3) => K4 = K2/K3 <=> log K4 = log K2 - log K3 = 2,872
=> K4 = E+2,87 >> => pứ xảy ra hoàn toàn.
b/ (5) I2(r) + I- <=> I3^- ----log K5
Ta thấy (5) = (1) - (3) => K5 = K1/K3 <=> log K4 = log K1 - log K3 = 0
=> K5 = 1 => pứ không xảy ra hoàn toàn.
c/ Xét cb: (6) I2(r) <=> I2(aq) ---K6
Ta thấy (6) = (1) - (2) => K6 = K1/K2 <=> log K6 = log K1 - log K2 = -2,872
=> K6 = E-2,87 => pứ xảy không ra hoàn toàn.
Độ tan của I2 trong nước: S = K6 = [I2(aq)] = E-2,87 (mol/L) = 0,170(g/L)
Câu 2.
Phương trình chuẩn độ: HClO4 + NaOH ---> NaClO4 + H2O
Với chỉ thị metyl đỏ có pT = 6,0 < pHtđ => dừng chuẩn độ trước tương đương.
Phương trình sai số: q = -(h - Kw/h).[(C + Co)/CoC] = -h.[(C + Co)/CoC] = -2.E-5

Tổng số bài gửi : 23 Join date : 15/09/2012

Câu 3
a) Phương trình phản ứng:
NaCl +AgNO3 -> AgCl + NaNO3------------------------(1)
---AgNO3 + NH4SCN -> AgSCN + NH4NO3---------------(2)
Trong quá trình thí nghiệm trên người ta đã sử dụng hai phương pháp định lượng khác nhau, đó là:
- Phương pháp khối lượng: Đo khối lượng AgCl, từ đó tính được nồng độ AgNO3 ban đầu.
- Phương pháp thể tích: cụ thể là sử dụng phương pháp chuẩn độ kết tủa đo bạc

b) m AgCl=0,43g =>n(AgCl)=2,9965E-3 mol
dựa vào phương trình (1):
n(AgNO3)=n(AgCl)=2,9965E-3 mol. Vậy C(AgNO3)=0,11986M
25,00ml dd AgNO3-----n(AgNO3)=2,9965E-3mol
50,00ml dd AgNO3-----n(AgNO3)=5,9930E-3mol
dựa vào pt (2)
n(AgNO3)=n(NH4SCN)=5,9930E-3mol
=> C(NH4SCN)=0,18440M

c) Khi chuẩn độ dd AgNO3 bằng NH4SCN phải dùng chất chỉ thị: ion Fe3+(thường dùng là dung dịch bão hoà phèn sắt(III): Fe(NH4)(SO4)2.12H2O)
Cần chú ý: trước điểm tương đương kết tủa hấp phụ Ag+ nên màu đỏ của phức FeSCN^2+ sẽ xuất hiện trước điểm tương đương. Do đó để tránh sai số, cần lắc mạnh dung dịch khi chuẩn độ, để chóng đạt trạng thái cân bằng.

Tổng số bài gửi : 23 Join date : 15/09/2012

Câu 4
a) Phương trình phản ứng chuẩn độ:
2Cu2+ + 5I- -> 2CuI + I3^-----------------(1)
---I3^- + 2S2O3^2- ->3I- + S4O6^2---------(2)

b) n(Na2S2O3)=n(S2O3^2-)=0,7E-3mol
theo pt (2): n(I3^-)=1/2(n(S2O3^2-))=0,35E-3mol
theo pt (1): n(Cu2+)=2n(I3^-)=0,7E-3mol
Trong 30,00ml dd có 0,7E-3mol Cu2+
=> Trong 200,00ml dd có 4,667E-3 mol Cu2+
=>m (Cu2+)=0,2987g
=>%Cu trong hợp kim=42,67%

ĐỀ THI HÓA PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG - LỚP CĐSHS10 (NĂM HỌC 2012 - 2013)

Câu 1: Hòa tan 1,25 gam axit HA trong 50ml nước. Cần dùng 41,2ml NaOH 0,09M để chuẩn độ hết lượng axit này, biết rằng khi thêm 8,24ml NaOH thì pH của hỗn hợp bằng 4,3
a) Tính khối lượng phân tử axit HA
b) Tính hằng số phân li của axit HA
c) Tính pH tại điểm tương đương của phép chuẩn độ

Câu 2: Để xác định nitơ có mặt trong thép dưới dạng N(-3) người ta hòa tan 5 gam thép trong dung dịch HCl. Ion NH4^+ tạo thành được phân hủy bằng NaOH đặc, khí NH3 bay ra được hấp thụ hoàn toàn bằng 10 mL dung dịch H2SO4 5E-3 M. Lượng dư H2SO4 được xác định bằng lượng dư KI và KIO3. Iốt giải phóng được chuẩn độ bằng dung dịch Na2S2O3 0,0120 M thấy hết 5,14 mL dung dịch Na2S2O3.
a) Viết đầy đủ các phương trình hóa học xảy ra trong các biến đổi nói trên.
b) Tính thành phần % khối lượng của nitơ trong thép
c) Để thu được kết quả có độ tin cậy cao, cần quan tâm đến những điều gì trong quá trình chuẩn độ.

Câu 3: Chuẩn độ 50,00 mL SrCl2 0,0100 M bằng dung dịch EDTA 0,0200 M trong dung dịch đệm có pH = 10. Tính pSr sau khi thêm 24,90 mL; 25,00 mL; 25,01 mL EDTA.
Cho hằng số bền của phức SrY^2- có lgB = 8,63.

ĐỀ THI HÓA PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG - LỚP 31K6 (CĐ Hóa - Sinh) (NĂM HỌC 2009 - 2010)

ĐỀ SỐ 1:

Câu 1:
1. Hãy trình bày:
a) Các tiêu chuẩn để chọn chỉ thị thích hợp trong chuẩn độ axit - bazơ, nhận xét. Lấy ví dụ chuẩn độ Na2CO3 bằng HCl để minh hoạ.
b) Điều kiện để một phản ứng được dùng trong phân tích thể tích (chuẩn độ).
2. Hãy xây dựng đường chuẩn độ hỗn hợp dung dịch HCl 0,05M + HNO3 0,05M bằng dung dịch NaOH 0,1M.

Câu 2:
1. Tại sao trong phép chuẩn độ complexon, khi dùng chỉ thị ETOO thường tiến hành ở pH = 9 – 10?
2. Phương pháp Volhard? Các yếu tố ảnh hưởng?

Câu 3:
1. Dung dịch X chứa Cu2+ và Fe3+. Hãy trình bày quy trình phân tích dung dịch X bằng phương pháp chuẩn độ oxi hoá – khử với 1 thuốc thử thích hợp. Biết Fe3+ có thể tạo phức không màu bền với F-.
2. Chuẩn độ 25mL Fe2+ 0,01M bằng Ce4+ 0,01M ở pH = 0. Tính thể tích Ce4+ cần dùng nếu dừng chuẩn độ ở E= 1,50V. Cho Eo(Fe3+/Fe2+) = 0,77V; Eo(Ce4+/Ce3+) = 1,44V

ĐỀ SỐ 2:

Câu 1:
1. Hãy trình bày:
a) Chỉ số chuẩn độ pT? Các yếu tố ảnh hưởng đến pT. Cho ví dụ minh hoạ.
b) Trình bày các phương pháp chuẩn bị dung dịch chuẩn.
2. Tính sai số khi chuẩn độ HAx 0,1M bằng NaOH 0,1M khi dùng chỉ thị là MO (pT = 4,4) và khi dùng chỉ thị là PP (pT = 9,0). Sai số cho phép là q = ±0,1%.

Câu 2:
1. Hãy giải thích sự chuyển màu trong các phép chuẩn độ:
a) Chuẩn độ Mg2+ bằng EDTA với chỉ thị ETOO ở pH = 9,0 được giữ bằng dung dịch đệm amoni.
b) Chuẩn độ EDTA bằng Mg2+ với chỉ thị ETOO ở pH = 9,0 được giữ bằng dung dịch đệm amoni.
2. Phương pháp Mohr? Ảnh hưởng của pH?

Câu 3: 1. Dung dịch X chứa Fe2+ và Fe3+. Hãy trình bày quy trình phân tích dung dịch X bằng phương pháp chuẩn độ oxi hoá – khử với thuốc thử thích hợp.
2. Chuẩn độ 25mL Fe3+ 0,02M bằng Sn2+ 0,01M ở pH = 0. Tính thế của hỗn hợp sau khi đã cho 20mL Sn2+. Cho Eo(Fe3+/Fe2+) = 0,77V; Eo(Sn4+/Sn3+) = 0,15V

ĐỀ THI HÓA PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG - LỚP ĐH HÓA2005 (NĂM HỌC 2007 - 2008)

ĐỀ SỐ 1:

Câu 1:
1. Chuẩn độ axit – bazơ:
a) Chỉ số chuẩn độ pT là gì? Các yếu tố ảnh hưởng đến pT.
b) Có thể dùng MO (pT = 4,0) và MĐ (pT = 5,0) để làm chỉ thị chuẩn độ dung dịch NH3 0,01M bằng dung dịch HCl cùng nồng độ được không? Cho pKNH3 = 4,75; sai số cho phép q = ± 0,1%.
2. Thêm 20,00 ml dung dịch NaOH C (M) vào 30,00 ml dung dịch CH3COOH Co (M) thu được dung dịch có pH = 10,50. Nếu thêm vào hỗn hợp trên 5,00 ml dung dịch HCl 0,0100M thì thu được dung dịch có pH = 6,00. Tính C, Co.
Cho CH3COOH có pKa = 4,76

Câu 2:
1. Chuẩn độ 25,00 ml dung dịch Ni2+ bằng EDTA 0,0100M, dùng murexit làm chỉ thị ở pH=10 (được thiết lập bằng hệ đệm NH4Cl+NH3 có tổng nồng độ=0,500M) hết 50,00 ml dung dịch EDTA. Ở điểm cuối chuẩn độ 10% lượng chất chỉ thị tồn tại ở dạng tạo phức với ion kim loại. Tính nồng độ chính xác của Ni2+.
Cho biết: Hằng số phức lgB(NiY^2-) = 16,61; lgB(NiIn^3-) = 11,3;
NH4+ có Ka = 10-9,25; H4Y có pKi = 2,00; 2,67; 6,16; 10,26. Murexit H4In- có pK2 = 9,2; pK3 = 10,9.
Giả sử bỏ qua các sự tạo phức hiđroxo của ion kim loại và phức của Ni2+ với NH3 tồn tại chủ yếu ở dạng có số phối trí cực đại 5 và B5 = E+8,01.

Câu 3:
1. Chuẩn độ 25,00 ml dung dịch Ce(SO4)2 0,0200M bằng FeSO4 0,0100M ở pH = 0. Tính thế của dung dịch khi thêm a) 49,00 ml; b) 50,00 ml; c) 51,00 ml dung dịch chuẩn. Cho Eo(Fe3+)/Fe2+) = 0,68V; Eo(Ce4+/Ce3+) = 1,44V.
2. Một lưỡi dao cạo làm bằng hợp kim Fe – Cr. Hoà tan 0,1296 gam mẫu trong H2SO4 loãng (dư) rồi chuẩn độ bằng KMnO4 hết 20,00 cm3 KMnO4. Biết rằng Cr^n+ không phản ứng với KMnO4 trong H2SO4 loãng (dư) và dung dịch KMnO4 có độ chuẩn theo H2C2O4.2H2O là TKMnO4/H2C2O4.2H2O= 0,0063.
a) Tính nồng độ mol/l của KMnO4.
b) Tính hàm lượng của sắt trong dao cạo.

ĐỀ SỐ 2:

Câu 1: Chuẩn độ 25,00 mL dung dịch hỗn hợp HCl 0,020 M và H2SO4 0,015 M bằng dung dịch NaOH 0,100 M. Giả thiết H2SO4 là axit mạnh cả hai nấc.
1. Tính thể tích NaOH cần dùng để chuẩn độ đến điểm tương đương
2. Tính bước nhảy chuẩn độ nếu chấp nhận sai số q = ± 0,2%
3. Tính sai số chuẩn độ nếu kết thúc chuẩn độ tại pT = 4,4.

Câu 2: Chuẩn độ dung dịch Fe2+ 0,100 M bằng dung dịch Cr2O7^2- 0,100 M trong môi trường có pH = 0.
1. Tính thế của điện cực Pt nhúng vào dung dịch tại điểm tương đương.
2. Tính sai số của phép chuẩn độ khi dừng chuẩn độ ở E = 1,0 V
3. Tính sai số của phép chuẩn độ khi dừng chuẩn độ ở E = 1,3 V
Cho Eo(Fe3+/Fe2+) = 0,77V; Eo(Cr2O7^2-/Cr3+) = 1,33V

Câu 3: Chuẩn độ 25,00 mL dung dịch X gồm Pb2+ và Ni2+ ở pH = 10 phải dùng hết 21,40 mL EDTA 0,020 M. Mặt khác, khi chuẩn độ 25,00 mL dung dịch X với sự có mặt của KCN dư thì cần 12,05 mL EDTA cùng nồng độ trên. Tính nồng độ của Pb2+ và Ni2+ trong dung dịch X.

Câu 4:
1. Nêu những nguyên nhân gây sai số trong chuẩn độ Cl- theo phương pháp Mohr. Cách khắc phục.
2. Hỗn hợp gồm BaI2, LiCl cân nặng 0,60 gam được chế hóa với 45,15 mL dung dịch AgNO3 0,200 M. Lượng dư AgNO3 được chuẩn độ với dung dịch KSCN 0,100 M với chỉ thị phèn sắt (III) thấy hết 25,00 mL. Tính thành phần % khối lượng của BaI2 trong hỗn hợp ban đầu. Cho M(BaI2) = 391; M(LiCl) = 42,4.

Tổng số bài gửi : 33 Join date : 12/09/2012

ĐỀ THI HÓA PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG - LỚP CĐSHS10 (NĂM HỌC 2012 - 2013)

Câu 1:
Phương trinh chuẩn độ: HA + NaOH ---> NaX + H2O
a/ Ta có: CoVo = CV => Co = 0,07416
=> n(axit) = Co.Vo = 3.708.10^-3
=> M = 1,25/3.708.10^-3 = 337
b/ P = CV/CoVo = 0,09.8,24/0,07416.50 = 0,2
=> q = 0,2 -1 = -0,8
mà q = -(h-Kw/h).(Co+C/CoC) - a(HA)
với h = 10^-4,3
=> a(HA) = 1,26.E-5 => Ka = E-4,9
c/ Tại ĐTĐ, dung dịch có NaX .
Chọn MK là A- và H2O. Ta có các cb:
----------A- + H+ <=> HA -----1/Ka
----------H2O <=> H+ + OH- ----Kw
ĐKP: [H+] = [OH-] - [HA]
=> h = Kw/h - Coh/(h + Ka) <=> h^3 + h^2(Ka+Co) - Kwh - Kw.Ka = 0
=> h = 1,3029.E-9 => pH(tđ) = 8,88

Câu 2:
a/ Các phương trình hóa học:
---(1)----N3- + 4HCl ---> NH4+ + 4Cl-
---(2)----NH4+ + NaOH ---> NH3 + Na+ + H2O
---(3)----2NH3 + H2SO4 ---> (NH4)2SO4
---(4)----18H+ + 24I- + 3IO3- ---> 9I3^- + 9H2O
---(5)----I3^- + 2S2O4^2- ---> 3I- + S4O6^2-
b/
Từ (5), ta thấy: n(I3^-) = 1/2n(S2O4^2-) = 1/2.(0,0120.5,14.E-3) = 3,084.E-5(mol)
Từ (4), ta thấy: n(H+)dư = 2.n(I3^-) = 6,168.E-5(mol)
n(H2SO4)bđ = 5.E-3.10.E-3 = 5.E-10 (mol)
=> n(H2SO4)(3) = n(H2SO4)bđ - n(H2SO4)dư = n(H2SO4)bđ - 1/2.n(H+)dư = 1,916.E-5(mol)
Từ (1),(2),(3) ta thấy: n(N3-) = n(NH3) = 2.n(H2SO4)(3) = 3,832.E-5(mol)
%m(N3-) = 3,832.E-5.14.100/5 = 0,011%

MỘT SỐ CÔNG THỨC & HƯỚNG DẪN ÔN THI KẾT THÚC HỌC PHẦN HÓA PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG

1. Chuẩn độ axit - bazơ:

[You must be registered and logged in to see this image.]

2. Chuẩn độ tạo phức:

[You must be registered and logged in to see this image.]

3. Chuẩn độ Oxi hóa - khử:

[You must be registered and logged in to see this image.]

» [Thảo luận] Bài tập Hóa phân tích định tính
» [Thảo luận] Hóa phân tích công cụ
» Tuyển tập Luận văn Hóa học phân tích
» Thảo luận hóa vô cơ
» Tuyển tập Luận văn Hóa học Vô cơ