Giáo trình Hóa học phân tích định lượng: Phần 2

(NB)Giáo trình Hóa học phân tích định lượng: Phần 2 cung cấp cho các bạn những kiến thức về phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử; phương pháp chuẩn độ kết tủa (trường hợp chuẩn độ đối xứng, chuẩn độ hỗn hợp, các phương pháp xác định điểm cuối).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Hóa học phân tích định lượng: Phần 2 Chöông 4 PHÖÔNG PHAÙP CHUAÅN ÑOÄ OXI HOÙA-KHÖÛ Khaùc vôùi phöông phaùp chuaån ñoä axit-baz, trong ñoù phaûn öùng xaûy ra trong quaù trình ñònh löôïng laø söï keát hôïp giöõa caùc ion taïo thaønh phaân töû khoâng phaân ly cuûa chaát ñieän ly yeáu (nöôùc, axit yeáu…), trong phöông phaùp chuaån ñoä oxi hoùa-khöû, ta duøng caùc phaûn öùng oxi hoùa-khöû vôùi söï chuyeån dòch caùc ñieän töû (coù söï cho vaø nhaän ñieän töû). Trong phöông phaùp chuaån ñoä oxi hoùa-khöû, neáu duøng chaát chuaån laø chaát oxi hoùa, ta coù theå ñònh löôïng caùc chaát khöû nhö hôïp chaát saét (II), mangan (II), iodua, sunfit, sunfua, nitrit, arsenit, hydro peroxit, oxalat, vaø nhieàu chaát khaùc; neáu duøng dung dòch chuaån laø chaát khöû, ta coù theå ñònh löôïng caùc chaát oxi hoùa nhö hôïp chaát saét (III), ñoàng (II), cromat vaø dicromat, clo, brom, iot, clorat, bromat, iodat, feroxianua, hydro peroxit. Ngoaøi ra coù nhöõng hôïp chaát khoâng coù tính chaát oxi hoùa- khöû nhöng phaûn öùng hoaøn toaøn vôùi chaát oxi hoùa hay chaát khöû taïo thaønh keát tuûa hoaëc phöùc chaát cuõng coù theå ñònh löôïng theo phöông phaùp naøy. Ví duï hôïp chaát cuûa canxi, keát hôïp vôùi ion oxalat taïo thaønh keát tuûa canxi oxalat, sau ñoù laáy keát tuûa naøy cho taùc duïng vôùi axit sunfuric vaø ñònh löôïng baèng permanganat. Coù theå bieåu dieãn phaûn öùng chuaån ñoä chaát khöû Kh1 baèng chaát oxi hoùa Ox2 döôùi daïng toång quaùt: n1 Ox2 + n2 Kh1 ⎯→ n1 Kh2 + n2 Ox1 (a) Phaûn öùng (a) laø söï toå hôïp cuûa 2 phaûn öùng sau: Kh1 − n1 e ;< ∋( Ox1 Ox2 + n2 e ;< ∋( Kh2 Ta chæ coù theå duøng nhöõng phaûn öùng oxi hoùa-khöû (a) ñaït nhöõng yeâu caàu sau ñaây ñeå ñònh löôïng: − Phaûn öùng xaûy ra ñuùng heä soá tæ löôïng. − Phaûn öùng thöïc teá phaûi hoaøn toaøn. − Phaûn öùng xaûy ra töùc thôøi. Ngoaøi ra caàn phaûi coù chaát chæ thò thích hôïp ñeå xaùc ñònh ñieåm cuoái chuaån ñoä (neáu chaát chuaån coù daïng oxi hoùa vaø khöû lieân hôïp coù maøu saéc gioáng nhau). I. CHAÁT CHÆ THÒ OXI HOÙA-KHÖÛ Trong ñònh löôïng oxi hoùa-khöû, coù moät soá tröôøng hôïp khoâng caàn ñeán chaát chæ thò neáu dung dòch ñònh löôïng ñoåi maøu roõ reät khi phaûn öùng keát thuùc. Ví duï trong phöông phaùp ñònh löôïng baèng permanganat khi phaûn öùng keát thuùc, moät gioït KMnO4 thöøa laøm dung dòch töø khoâng maøu chuyeån sang maøu hoàng, trong pheùp ñònh löôïng baèng I2, moät gioït thöøa dung dòch I2 laøm dung dòch töø khoâng maøu chuyeån sang vaøng. Trong nhöõng tröôøng hôïp khaùc, ta duøng nhöõng chaát chæ thò oxi hoùa-khöû laø nhöõng chaát maø maøu cuûa daïng oxi hoùa vaø daïng khöû khaùc nhau, chuùng ñoåi maøu khi ñieän theá cuûa dung dòch ñaït tôùi moät giaù trò nhaát ñònh ôû gaàn ñieåm töông ñöông cuûa phaûn öùng ñònh löôïng. Hai daïng oxi hoùa vaø khöû cuûa chæ thò Ind, trong dung dòch coù caân baèng thuaän nghòch sau: Ind(Ox) + ne ;< ∋( Ind(Kh) (b) Ví duï: I2 + 2e ; [Ind]Ox ∗ Neáu 10: ta thaáy maøu cuûa daïng khöû, vaø luùc ñoù: [Ind]Kh o 0,059 1 o 0,059 E2 = E(Ind) + log = E(Ind) − n 10 n Vaâïy khoaûng chuyeån maøu cuûa chæ thò laø töø E1 ñeán E2 b) Moät soá chaát chæ thò oxi hoùa-khöû thoâng duïng: * Diphenylamin: C6H5−NH−C6H5, diphenylamin khoâng maøu, ñaàu tieân bò oxi hoùa khoâng thuaän nghòch ñeán diphenylbenzidin khoâng maøu, chaát naøy bò oxi hoùa tieáp tuïc ñeán benzidin maøu tím Ñieän theá chuaån Eo cuûa chæ thò haàu nhö khoâng phuï thuoäc vaøo pH cuûa dung dòch, trong moâi tröôøng H2SO4 0,5M−1M thì Eo = 0,76 V. Chæ thò thöôøng ñöôïc duøng trong pheùp chuaån ñoä dicromat, permanganat, vanadat, xeri (IV) baèng Fe (II): 2 NH NH NH + 2H+ + 2e Diphenylamin (khoâng maøu) Diphenyl benzidin (khoâng maøu) N N + 2H+ + 2e Diphenyl benzidin (tím) * Feroin: laø phöùc cuûa ion Fe2+ vôùi o-phenantrolin taïo thaønh ion phöùc tri-(1,10- phenantrolin)Fe(II). Feroin coù maøu ñoû, khi bò oxi hoùa thì chuyeån thaønh phöùc cuûa Fe3+ coù maøu xanh nhaït. 2+ 3+ +e Fe/3 Fe/3 Phaûn öùng cuûa chaát chæ thò laø thuaän nghò ...