Bài giảng Hóa phân tích: Chương 5 - Trần Thị Thúy

Bài giảng "Hóa phân tích: Chương 5 - Phản ứng kết tủa và chuẩn độ kết tủa" được biên soạn với các nội dung chính sau: Qui tắc tích số tan; Quan hệ giữa tích số tan và độ tan; Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tan; Cân bằng giữa hai cation và một anion tạo kết tủa (hoặc hai anion và một cation tạo kết tủa); Sự hòa tan kết tủa; Chuẩn độ kết tủa. Mời các bạn cũng tham khảo bài giảng tại đây!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hóa phân tích: Chương 5 - Trần Thị Thúy Chương 5.Phản ứng kết tủa và chuẩn độ kết tủa Trần Thị Thúy Department of Analytical Chemistry School of Chemical Engineering – Hanoi University of Science and Technology (HUST) Outline 5.1 Qui tắc tích số tan 5.2 Quan hệ giữa tích số tan và độ tan 5.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tan 5.4 Cân bằng giữa hai cation và một anion tạo kết tủa (hoặc hai anion và một cation tạo kết tủa) 5.5 Sự hòa tan kết tủa 5.6 Chuẩn độ kết tủa 5.7 Bài tập2 HUST SCE 5/3/2020 5.1 Qui tắc tích số tan MA ⇋ M+ + A– Tích số tan T = ??+ ??− (5-1) Trong đó hoạt độ a = f.C f: hệ số hoạt độ; C: nồng độ, M Thay vào (5-1) ta có: T = ??+ ??− [M+][A–] (5-2)3 HUST SCE 5.1 Qui tắc tích số tan Trong đó hệ số hoạt độ f được tính theo công thức thực nghiệm Debye Huckel (1923): −?,???? ? logf = ở 25°C (5-3) ?+(?,?? ?) Các hệ số 0,51 và 3,3 áp dụng cho dung dịch ở 25°C, ở nhiệt độ khác các giá trị này sẽ thay đổi. z: điện tích ion α: kích thước ion, nm (=10–9m) µ = ½ ? ?? ??2 µ: lực ion ci : nồng độ zi: điện tích ion Khi nồng độ rất loãng có thể coi f = 1 (có nghĩa là a = C). Đối với chất ít tan, dung dịch loãng f = 1 đưa tới: T = [M+][A–] (5-4)4 HUST SCE 5.2 Quan hệ giữa tích số tan và độ tan MmAn ⇋ mMn+ + nAm– ms ns nồng độ [Mn+] = ms; [Am–] = ns; Tích số tan: ??? ?? = (ms)m(ns)n = mmnns(m+n) (?+?) ??? ?? s= (5-5) ?? ??5 HUST SCE 5.2 Quan hệ giữa tích số tan và độ tan Ví dụ 1: Tính độ tan của Hg2Cl2 biết ???2 ??2 = 1,2.10–18 Hg2Cl2 ⇋ ??22+ + 2Cl– s 2s [??22+ ][Cl-]2 = s(2s)2 = 1,2.10–18 → s= 6,67.10–7M Ví dụ 2: Tính độ tan của Ag2CrO4 biết ???2 ???4 = 1,2.10–12 Ag2CrO4 ⇋ 2Ag+ + ???42− 2s s [Ag+]2[ ???42− ] = (2s)2s = 1,2.10–12 → s= 6,67.10–5M6 HUST SCE 5.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tan 5.3.1 Ảnh hưởng của các ion chung MA ⇋ M+ + A– [M+][A–] = TMA Nếu dùng A- làm thuốc thử dư, nồng độ M+ giảm, kết tủa hoàn toàn ion M+ hơn.7 HUST SCE 5.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tan Xét phản ứng: CaSO4 ⇋ Ca2+ + ??42− TCaSO4 = 2,4.10-5 Tích số nồng độ [Ca2+][??42− ] = TCaSO4 (khi phản ứng đạt cân bằng là không đổi với một lượng dư CaSO4). Nếu nồng độ Ca2+ tăng lên từ một nguồn khác, chẳng hạn như thêm CaCl2 thì nồng độ ??42− phải giảm để đảm bảo tích số nồng độ [Ca2+][??42− ] được giữ nguyên không đổi. Nói một cách khác là lượng CaSO4 sẽ hòa tan ít hơn nếu Ca2+ hay ??42− đã có sẵn ở trong dung dịch. Ứng dụng này của nguyên lý cân bằng Le Chatelier được gọi là hiệu ứng ion chung. Một muối sẽ ít tan hơn nếu một trong các ion của nó đã có sẵn trong dung dịch.8 HUST SCE 5.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tan Ví dụ: CaC2O4 ⇋ Ca2+ + ?2 ?42− TCaC2O4 = 1,7.10–9 Cân bằng s s Trong nước cất [Ca2+][ ?2 ?42−] = s2 = 1,7.10–9 → s= 4,1.10–5M > 10–6M (chưa kết tủa hoàn toàn) Trong dung dịch (NH4)2C2O4 0,01M có ?2 ?42− cùng tên (NH4)2C2O4 = 2??4+ + ?2 ?42− Cân bằng 0,02 0,01 [Ca2+][ ?2 ?42−] = s(s+0,01) = 1,7.10–9 → s= 1,7.10–7M < 10–6M (kết tủa hoàn toàn) Như vậy, độ hòa tan trong dung dịch có ion cùng tên giảm. Nếu ta muốn kết tủa hoàn toàn một ion nào đó ta cho dư thuốc thử (thường dư ≥1,5 lần).9 HUST SCE 5.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tan 5.3.2 Ảnh hưởng của các ion lạ MA ⇋ M+ + A– TMA = ??+ ??− = ??+ ??− [M+][A–] = ??+ ??− s2 ??? s= ??+ ??− Hệ số hoạt độ f càng giảm, độ hòa tan càng lớn. Dựa trên công thức thực nghiệm (5-3): −0,51?2 ? logf = 1+(3,3? ?)10 HUST SCE 5.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tan Ví dụ 1: Sử dụng phương trình (5-3) tính hệ số hoạt độ của Hg2+ trong dung dịch có lực ion là 0,085. Bán ...