Giáo trình về phân tích môi trường - Phần 1 - CHƯƠNG 5

Giáo trình về phân tích môi trường - Phần 1 - CHƯƠNG 5. Các phương pháp oxy hóa khử là phương pháp thể tích, phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình chuẩn độ là phản ứng oxy hóa khử. Tức là phản ứng có kèm theo sự trao đổi electron.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình về phân tích môi trường - Phần 1 - CHƯƠNG 5 Chöông V CHUAÅN ÑOÄ OXYHOÙA – KHÖÛ V.1. KHAÙI QUAÙT PHÖÔNG PHAÙP CHUAÅN ÑOÄ OÂXY HOÙA – KHÖÛ Caùc phöông phaùp oxy hoùa khöû laø phöông phaùp theå tích, phaûn öùng hoùa hoïc xaûy ra trong quaù trình chuaån ñoä laø phaûn öùng oxy hoùa khöû. Töùc laø phaûn öùng coù keøm theo söï trao ñoåi electron. Caùc dung dòch chuaån ôû ñaây coù theå laø caùc dung dòch chaát oxy hoaù nhö KMnO4, I2, K2Cr2O7, Ce(SO4)2, KBrO3, NH4VO3,. . . caùc chaát khöû nhö TiCl3, VSO4, FeSO4, SnCl2 ... Trong quaù trình chuaån ñoä theo phöông phaùp oxy hoùa khöû ta quan saùt ñöôïc söï thay ñoåi theá oxy hoaù khöû cuûa caùc heä taùc duïng töông hoå nhau. Moái quan heä ñònh löôïng giöõa theá oxy hoùa khöû cuûa heä vôùi noàng ñoä (hoaït ñoä) cuûa caùc chaát phaûn öùng ñöôïc bieåu dieãn theo phöông trình (goïi laø phöông trình Nernst ): RT aox E = E0 + ln nF akh ÔÛ ñaây E0: Theá oxy hoaù tieâu chuaån cuûa caëp ñaõ cho. R: Haèng soá khí (baèng 8,314 jun/mol.ñoä) T: nhieät ñoä tuyeät ñoái. F: soá faraday (96500 culong) n: soá electron bò maát ñi hoaëc thu vaøo. aox, akh: hoaït ñoä cuûa hai daïng oxy hoùa vaø khöû. Trong hoa phaân tích, DD thöôøng duøng coù noàng ñoä nhoû neân heä soá hoaït ñoä gaàn baèng 1, do ñoù coù theå thay hoaït ñoä baèng noàng ñoä. Neáu thay caùc giaù trò haèng soá vaø ñoåi logarit töï nhieân thaønh logarit thaäp phaân thì ôû nhieät ñoä 250C ta coù: 0,059 [Ox ] E = E0 + ln [ Kh] n Neáu tyû soá noàng ñoä (hay hoaït ñoä) cuûa chaát oxy hoaù vaø chaát khöû thay ñoåi seõ thay ñoåi theo giaù trò theá oxy hoùa khöû cuûa heä. Söï thay ñoåi theá oxy hoùa khöû coù theå ñöa ñeán söï thay ñoåi chieàu cuûa phaûn öùng oxy hoùa khöû. Chuù yù: - Neáu trong phöông trình ion elecron cuûa moãi caëp, heä soá daïng oxy hoùa vaø daïng khöû khaùc 1, thì trong phöông trình Nernst hoaït ñoä (hay noàng ñoä) caùc daïng coù soá muõ baèng heä soá töông öùng. BR2 + 2E = 2BR- Ví duï: 0,059 [ Br2 ] E = EBr2 + 0 lg 2 2 ⎡ Br − ⎤ 2 Br ⎣ ⎦ - Neáu moät trong hai daïng laø chaát raén khoâng tan trong nöôùc thì hoaït ñoä (haynoàng ñoä) daïng ñoù baèng 1. 65 - Neáu chaát oxy hoùa laø anion coù chöùa oxy thì quaù trình trao ñoåi electron coù söïtham gia cuûa H+. MnO4- + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O Trong tröôøng hôïp naøy, E phuï thuoäc vaøo caû noàng ñoä cuûa ion H+, phöông trình Nernst coù daïng: 8 0,059 ⎡ MnO4 ⎤ ⎡ H ⎤ − + lg ⎣ ⎦⎣ ⎦ E = EMnO4− + ⎡ Mn2+ ⎤ 5 ⎣ ⎦ Mn2+ 8 0, 059 ⎡ MnO4 ⎤ ⎡ H ⎤ − + ⎣ ⎦⎣ ⎦ E = E MnO4− + lg ⎡ Mn ⎤2+ 5 ⎣ ⎦ Mn 2+ - Neáu caùc daïng oxy hoaù khöû laø chaát khí ít tan trong nöôùc thì trong phöông trình Nernst phaûi thay noàng ñoä daïng ñoù baèng aùp suaát rieâng phaàn (p). Cl2 + 2e = 2Cl- Ví duï: PC l2 0, 059 E = E C l2 + 0 lg 2 ...