Bài giảng Hóa phân tích: Chương 1 - Trần Thị Thúy

Bài giảng "Hóa phân tích: Chương 1 - Đại cương về phương pháp phân tích thể tích" được biên soạn với các nội dung chính sau: Định nghĩa; Yêu cầu đối với phản ứng chuẩn độ; Phân loại các phương pháp phân tích thể tích; Cách tính đương lượng gam (mol đương lượng); Các cách biểu diễn nồng độ; Cách tính toán trong phân tích thể tích. Mời các bạn cũng tham khảo bài giảng tại đây!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hóa phân tích: Chương 1 - Trần Thị Thúy Chương 1. Đại cương về phương pháp phân tích thể tích Trần Thị Thúy Department of Analytical Chemistry School of Chemical Engineering – Hanoi University of Science and Technology (HUST) Outline 1.1. Định nghĩa 1.2. Yêu cầu đối với phản ứng chuẩn độ 1.3. Phân loại các phương pháp phân tích thể tích 1.4. Cách tính đương lượng gam (mol đương lượng) 1.5. Các cách biểu diễn nồng độ 1.6. Cách tính toán trong phân tích thể tích 2 HUST SCE 7/26/2020 1.1. Định nghĩa Phương pháp phân tích thể tích là một phương pháp phân tích hóa học định lượng dựa trên việc đo thể tích thuốc thử đã biết chính xác nồng độ cần dùng để tác dụng vừa đủ với lượng chất cần xác định, từ đó tìm được nồng độ chất cần xác định. Hình 1.1. Sơ đồ chuẩn độ 3 HUST SCE 1.1. Định nghĩa Ví dụ: Xác định nồng độ HCl bằng dung dịch NaOH đã biết nồng độ chính xác. NaOH + HCl = NaCl + H2O Câu hỏi đặt ra là làm thế nào để nhận biết thời điểm NaOH tác dụng vừa đủ với HCl? Hình 1.1. Sơ đồ chuẩn độ 4 HUST SCE 1.1. Định nghĩa Trong kỹ thuật chuẩn độ, dung dịch đã biết chính xác nồng độ gọi là dung dịch chuẩn, thời điểm hai chất tác dụng vừa đủ với nhau gọi là điểm tương đương (ĐTĐ). Điểm kết thúc chuẩn độ: thời điểm đó có thể trước hoặc sau điểm tương đương nhưng vẫn nằm trong giới hạn sai số cho phép Hình 1.1. Sơ đồ chuẩn độ 5 HUST SCE 1.2. Yêu cầu đối với phản ứng chuẩn độ Phản ứng hóa học sử dụng trong phân tích thể tích phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Phản ứng xảy ra nhanh và hoàn toàn. - Phản ứng xảy ra theo một hướng xác định, theo đúng phương trình hóa học với hệ số tỉ lượng xác định. - Phản ứng có khả năng xác định điểm tương đương. Lưu ý: Khi các phản ứng chuẩn độ trực tiếp không thỏa mãn đồng thời cả ba điều kiện trên, người ta có thể thay đổi kỹ thuật chuẩn độ. 6 HUST SCE 1.2. Yêu cầu đối với phản ứng chuẩn độ Ví dụ 1: Sử dụng kỹ thuật chuẩn độ ngược khi xác định nhu cầu oxy hóa hóa học (Chemical oxygen demand – COD*) trong nước. Phản ứng giữa chất oxy hóa K2Cr2O7 và các hợp chất hữu cơ trong môi trường axit chậm, người ta sử dụng xúc tác Ag+ và đun nóng 120 °C với một lượng dư biết trước kali dicromat trong 2h để đảm bảo phản ứng là hoàn toàn. Lượng kali dicromat dư sau phản ứng sẽ được chuẩn độ với dung dịch chuẩn Fe2+. Từ đó, chúng ta sẽ xác định được lượng kali dicromat đã phản ứng với các hợp chất hữu cơ có trong mẫu nước và tính được COD dựa trên hệ số tỉ lượng của phản ứng. *COD: được định nghĩa là lượng oxy hóa học tương đương với dicromat trong quá trình oxy hóa các chất ô nhiễm bằng dicromat. Mỗi ion dicromat nhận 6e– (để tạo ra 2Cr3+) và mỗi phân tử O2 nhận 6e– để tạo thành H2O. Do đó 1 mol ??2 ?2− 7 là tương đương hóa học với 1,5 mol O2 khi tính toán COD. 7 HUST SCE 1.2. Yêu cầu đối với phản ứng chuẩn độ Ví dụ 2: Phản ứng chuẩn độ giữa Na2CO3 và HCl Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl NaHCO3 + HCl = H2CO3 + NaCl Quá trình chuẩn độ có hai điểm tương đương, nếu dừng chuẩn độ ở điểm tương đương nào thì chọn chất chỉ thị cho phù hợp và nồng độ dung dịch được xác định theo hệ số tỉ lượng của phản ứng. 8 HUST SCE 1.2. Yêu cầu đối với phản ứng chuẩn độ Ví dụ 3: Những ion kim loại không tìm được chất chỉ thị phù hợp thì trong trường hợp này sự chuẩn độ thay thế có thể khả thi. Trong kỹ thuật chuẩn độ này, chất phân tích được tác dụng với một lượng dư Mg(EDTA)2– để thay thế Mg2+, lượng Mg2+ được đẩy ra sau đó được chuẩn với dung dịch chuẩn EDTA. Phản ứng chuẩn độ giữa Mg2+ và EDTA có thể sử dụng Eriocromđen T làm chất chỉ thị. Mn+ + MgY2– ⇋ MYn–4 + Mg2+ Hg2+ được xác định theo cách này. Hằng số tạo phức của Hg(EDTA)2– phải lớn hơn hằng số tạo phức Mg(EDTA)2– nếu không sự thay thế vị trí Mg2+ của Hg2+ từ Mg(EDTA)2– sẽ không xảy ra. 9 HUST SCE 1.3. Phân loại các phương pháp phân tích thể tích 1. Phương pháp axit-bazơ: dựa trên cơ sở của phản ứng axit-bazơ theo lý thuyết axit-bazơ của Bronsted-Lowry. A1 + B2 = A2 + B1 2. Phương pháp chuẩn độ phức chất: dựa trên cơ sở của phản ứng tạo phức giữa ion kim loại với phối tử (ligand) Men+ + L ⇋ MeL 3. Phương ...