Bài giảng Chương 2: Phân tích thể tích

Bài giảng Chương 2: Phân tích thể tích gồm 2 nội dung chính, trình bày về cơ sở và nguyên tắc của phân tích thể tích; nồng độ, cách biểu diễn chuyển đổi nồng độ. Đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho bạn đọc nghiên cứu và học tập chuyên ngành Hóa học.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Chương 2: Phân tích thể tíchChương 2: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH Cơ sở và nguyên tắc của phân tích thể tích 1 Nồng độ, cách biểu diễn chuyển đổi nồng 2 độ2.1. Cơ sở và nguyên tắc của phương pháp thể tích 1 Chuẩn độ 2 Điểm tương đương 3 Loại phản ứng 4 Dung dịch chuẩn 5 3 Điểm cuối của phép chuẩn độ 2.1.1. Chuẩn độChuẩn độ là quá trình định lượng chất phân tích dựa theo lượng thuốc thử tiêu chuẩn tiêu tốn.Phép chuẩn độ được thực hiện bằng cách thêm một cách cẩn thẩn lượng dung dịch thuốc thử đã biết nồng độ vào dung dịch chất cần xác định cho tới khi phản ứng giữa chúng kết thúc, sau đó đo thể tích dung dịch thuốc thử chuẩn. 2.1.1. Chuẩn độỞ một số trường hợp thì thêm dư thuốc thử sau đó chuẩn độ ngược bằng một thuốc thử khác đã biết nồng độ để xác định lượng dư thuốc thử thứ nhất không tham gia phản ứng Chất cần xác định (X): là đơn/ hợp chất có trong mẫu xác định. Thuốc thử (R): là chất rắn/ lỏng/ khí phản ứng được với chất cần xác định X, tham gia trực tiếp vào phản ứng Chất phản ứng: có thể là một hỗn hợp các chất khác nhau, có thể chứa chất phụ trợ + dung môi thuốc thử.VD: thuốc thử Nessler xác định NH3 gồm HgI2 + KI + KOH+ H2O2(2KI.HgI2) + NH3 + 3KOH → (NH2)Hg-O-HgI (vàng) + 7 KI+ 2H2O Các phương pháp chuẩn độ chung Chuẩn độ trực tiếp Từ buret nhỏ từng giọt thuốc thử R vào một thể tích X xác định. Dựa vào sự giảm màu của X (nếu X có màu) hay sự tăng màu của R (nếu R có màu) hay sự đổi màu chất chỉ thị. VD: Xác định HCl trong acid clohidric kỹ thuật bằng NaOH Chuẩn độ ngược (chuẩn độ phần dư)Thêm R dư chính xác vào thể tích X xác định,lượng dư R được chuẩn lại bằng một chất chuẩnkhác đã biết trước nồng độ.VD: Xác định Na2CO3 trong xoda kỹ thuật bằngHCl dư chính xác, sau đó chuẩn lại HCl dư bằngNaOH Chuẩn độ thếThay vì chuẩn độ X, ta chuẩn độ X’ là sản phẩmcủa X với R.VD: chuẩn độ KMnO4 bằng KI giải phóng Iot(X’), nếu chuẩn độ iot (X’) bằng Na2S2O3 thì tínhđược lượng KMnO4. 2.1.2.Điểm tương đươngTheo nguyên tắc về độ đương lượng, việc chuẩnđộ cần tiến hành tới khi lượng thuốc thử R thêmvào tương đương với lượng chất cần phân tích X.Trong quá trình chuẩn độ khi R tương đương đúngbằng X thì gọi là điểm tương đương. Phương pháp xác định điểm tương đương Phương pháp chỉ thị: nếu X hay R có màu Phương pháp nhìn bằng mắt: nếu X và R không màu mà sản phẩm có màu hay tạo độ đục Phương pháp không chỉ thị: dùng những máy móc đặc biệt: máy đo thế, đo quang, máy đo độ dẫn điện  Gọi F là tỉ phần chuẩn độ tức là mức độ axit đã được chuẩn độ. Khi VR = Vtd thì F=1→ tiến trình chuẩn độ đạt tới điểm tương đương. Khi VR < Vtd thì F < 1 → X chưa được chuẩn độ hết, tiến trình chuẩn độ đang ở thời điểm trước điểm tương đương Khi VR > Vtd thì F > 1 → cho quá lố R, , tiến trình chuẩn độ vượt quá điểm tương đương Lúc dừng sự chuẩn độ, đây gọi là điểm cuối của chuẩn độ. Lúc này V cuối chỉ xấp xỉ bằng Vtd. Do phép chuẩn độ mắc các SSNN và SSHT và các phản ứng dùng trong chuẩn độ thường là phản ứng thuận nghịch nên phản ứng thực tế không đi đến cùng. 2.1.3. Loại phản ứng Tùy vào loại phản ứng dùng làm cơ sở cho mỗi phương pháp mà phương pháp thể tích được đặt tên theo đó.  Phân loại phương pháp thể tích  Phương pháp chuẩn độ axit-baz  Phương pháp chuẩn độ oxi hóa-khử  Phương pháp chuẩn độ kết tủa  Phương pháp chuẩn độ phức chất 2.1.4. Dung dịch chuẩn Dung dịch chuẩn: là dung dịch thuốc thử R có nồng độ xác định với độ đúng cao, độ chính xác cao, phải được pha chế và bảo quản cẩn thận, dùng để chuẩn độ trong các phương pháp phân tích thể tích. Mức độ tin cậy của một kết quả phân tích bằng phương pháp thể tích chủ yếu quyết định bởi độ tin cậy của dung dịch chuẩn. 2.1.4. Dung dịch chuẩn. Thường pha dung dịch chuẩn có nồng độ biết được rất gần đúng, sau đó tiến hành xác định nồng độ chính xác bằng cách chuẩn độ lại với một “dung dịch chuẩn gốc” gọi là phép chuẩn hóaVD: Pha dung dịch chuẩn NaOH và xác định lại vớiacid oxalic Dung dịch chuẩn lý tưởng để phân tích là dung dịch có những tính chất: Sau khi điều chế nồng độ của nó phải không biến đổi, được bảo quản lâu. Phản ứng nhanh với chất cần xác định phản ứng phải xảy ra hoàn toàn Phản ứng chuẩn độ phải xảy ra theo đúng tỉ lệ hợp thức Phải có phương pháp xác định điểm cuối đủ tin cậy. 2.1.4. Dung dịch chuẩn Dung dịch chuẩn gốc: Là chất tinh khiết hóa học (p>99.9%) không chứa các tạp chất có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của phép chuẩn độ. Có thành phần đúng với công thức danh định. VD: H2C2O4. 2H2O, K2Cr2O7, Na2CO3….là các chất gốc. 2.1.4. Dung dịch chuẩn Dung dịch chuẩn gốc: Là chất bền khi tồn trữ ở thể rắn cũng như khi đã pha thành dung dịch nước ở điều kiện thường của môi trường phòng thí nghiệm Có đương lượng càng lớn càng tốt→ tăng độ chính xác của phép cân Ngày nay người ta dùng ống chuẩn để pha nhanh chóng các dung dịch chuẩn cần thiết 2.1.5. Điểm cuối của phép chuẩn độ Điểm cuối của phép chuẩn độ được xác định bằng phương pháp quan sát biến đổi một tính chất vật lý nào đó ở điểm tương đương. Có thể xác định điểm cuối theo sự biến đổi màu của của thuốc thử của chất cần xác định hoặc của chất chỉ thị Tại điểm cuối của phép chuẩn độ xảy ra sự biến đổi nồng độ rất lớn. 2.1.5. Điểm cuối của phép chuẩn độBảng chỉ sự biến đổi nồng độ ion [H+] và [OH-] khichuẩn độ 50ml dd HCl 0,1M bằng dung dịch NaOH0,1M V(mL) NaOH 0.1M [H+] pH 0 10-1 1 40.9 10-2 2 49.01 1 ...