Giáo trình về phân tích môi trường - Phần 1 - CHƯƠNG 7

Giáo trình về phân tích môi trường - Phần 1 - CHƯƠNG 7. Phương pháp chuẩn độ kết tủa là một phương pháp phân tích dựa trên việc chuyển hoàn toàn chất xác định (ion) vào kết tủa. Hóa học vốn được xem là khoa học thực nghiệm;
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình về phân tích môi trường - Phần 1 - CHƯƠNG 7 Chöông VII PHÖÔNG PHAÙP CHUAÅN ÑOÄ KEÁT TUÛA VII.1. BAÛN CHAÁT CUÛA PHÖÔNG PHAÙP CHUAÅN ÑOÄ KEÁT TUÛA Phöông phaùp chuaån ñoä keát tuûa laø moät phöông phaùp phaân tích döïa treân vieäc chuyeån hoaøn toaøn chaát xaùc ñònh (ion) vaøo keát tuûa. Nhöng khaùc vôùi phöông phaùp phaân tích troïng löôïng laø ngöôøi ta suy ra löôïng chaát döïa vaøo vieäc ño theå tích tieâu thuï cuûa dung dòch chuaån. Maëc duø coù voâ soá phaûn öùng taïo thaønh hôïp chaát ít tan, song soá phaûn öùng duøng ñöôïc trong phaân tích chuaån ñoä keát tuûa thì heát söùc haïn cheá. Sôû dó nhö vaäy laø do trong caùc dung dòch loaõng nhieàu phaûn öùng keát tuûa xaûy ra raát chaäm. Ñaëc bieät ôû khu vöïc gaàn ñieåm töông ñöông, Khi noàng ñoä caùc chaát phaûn öùng raát beù thì toác ñoä phaûn öùng thaáp, khoâng theå thoaû maõn ñöôïc yeâu caàu cuûa phaân tích theå tích. Maëc khaùc caùc phaûn öùng taïo keát tuûa cuõng thöôøng keøm theo caùc quaù trình phuï laøm sai leäch tính hôïp thöùc cuûa phaûn öùng. Vì nhöõng lyù do neâu ôû treân maø caùc phaûn öùng taïo hôïp chaát ít tan ñöôïc duøng trong phaân tích theå tích phaûi thoaû maõn caùc ñieàu kieän sau: 1. Toác ñoä phaûn öùng phaûi xaûy ra ñuû lôùn 2. Phaûn öùng phaûi thöïc teá khoâng tan vaø laéng nhanh 3. Phaûi coù khaû naêng loaïi boû caùc yeáu toá aûnh höôûng 4. Coù khaû naêng xaùc ñònh ñöôïc ñieåm töông ñöông Vì nhöõng lyù do ñoù maø trong thöïc teá tuyø thuoäc vaøo dung dòch chuaån ñöôïc duøng maø caùc phöông phaùp keát tuûa coù nhöõng teân goïi sau ñaây: Phöông phaùp ño baïc: duøng dung dòch AgNO3 laøm dung dòch chuaån. Ag+ + X- = A gX; (X: Cl, Br, I, CNS) Phöông phaùp mecuro: duøng dung dòch muoái thuyû ngaân (I) laøm dung dòch chuaån. Phöông phaùp mecuri: duøng dung dòch muoái thuyû ngaân (II) laøm dung dòch chuaån. Chuaån chì baèng cromat: Pb2+ + CrO42- = PbCrO4, duøng Ag+ laøm chæ thò. ÔÛ ñieåm töông ñöông seõ xuaát hieän maøu ñoû gaïch do Ab+ + CrO42- = AgCrO4 Chuaån ion Ba2+ baèng sunfat: Ba2+ + SO42- = BaSO4, duøng roâñizoânat laøm chæ thò khi coù naët Ba2+ thì dung dòch nhoäm maøu ñoû, khi gaàn ñieåm töông ñöông maøu ñoû seõ maát. Chuaån Zn2+ baèng feroxyanua (II) : döïa vaøo phaûn öùng: 3Zn2+ + 2[Fe(CN)6]4- + 2K+ = Zn3K2[Fe(CN)6]2 chæ thò laø ñiphenylamin Trong soá caùc phöông phaùp neâu ôû treân thì phöông phaùp ño baïc ñaëc bieät quan troïng. Phöông phaùp naøy cho pheùp ñònh löôïng ñöôïc nhieàu chaát nhö: caùc halogennua, SCN-, C2O42-… Khi chuaån ñoä theo phöông phaùp keát tuûa, ngöôøi ta laáy chaát laøm keát tuûa theo tyû leä ñöông löôïng. ngöôøi ta suy ra löôïng cuûa moät chaát caên cöù vaøo theå tích dung dòch chuaån ñöôïc tieâu phí cho chuaån ñoä. ÔÛ ñaây keát tuûa taïo thaønh khoâng caàn nghieân cöùu. 92 Tuy nhieân tính chính xaùc cuûa pheùp chuaån ñoä seõ lieân quan chaët cheõ ñeán raát nhieàu yeáu toá, trong ñoù baûn chaát cuûa keát tuûa, caùc yeáu toá nhieãm baån, caùc ñieàu kieän khaùc nhö: nhieät ñoä, noàng ñoä, pH ñeàu coù theå daãn ñeán söï sai leäch keát quaû phaân tích. Ñieàu ñoù ñeå noùi raèng phöông phaùp troïng löôïng cuõng nhö phöông phaùp chuaån ñoä keát tuûa ñeàu xuaát phaùt töø nhöõng cô sôû lyù thuyeát chung (xem phaàn phaân tích troïng löôïng). VII.2. ÑÖÔØNG CHUAÅN ÑOÄ Trong quaù trình ñònh phaân dung dòch caùc chaát taïo keát tuûa, noàng ñoä cuûa ion taïo keát tuûa seõ thay ñoåi . Neáu ta bieåu dieãn söï bieán thieân chæ soá noàng ñoä ion taïo keát tuûa p(ion) = - lg[ion] (ion coù theå laø cation coù theå laø anion) treân truïc tung theo löôïng thuoác thöû theâm vaøo (treân truïc hoaønh) thì ta seõ ñöôïc ñöôøng cong ñònh phaân. Ta khaûo saùt quaù trình ñònh phaân dung dòch NaCl baèng dung dòch AgNO3. AgNO3 + NaCl = AgCl + Na+ + NO3- TAgCl = [Ag+][Cl-]. Trong quaù trình ñònh phaân noàng ñoä Cl- seõ giaûm. Neáu ta nghieân cöùu söï bieán thieân cuûa pCl = -lg[Cl-] vaø pAg = -lAg+] theo löôïng thuoác thöû theâm vaøo thì ta seõ ñöôïc ñöôøng ñònh phaân. Giaû söû chuaån ñoä 100 (ml) dung dòch NaCl baèng dung dòch AgNO3 cuøng noàng ñoä 0,1N. Giaû thieát theå tích cuûa dung dòch phaân tích trong quaù trình ñònh phaân khoâng ñoåi, bieát TAgCl = 10-10, pAg + pCl = pTAgCl = 10. VII.2.1. Tính pAg vaø pCl trong quaù trình ñònh phaân 1. Tröôùc ñieåm töông ñöông. Giaû söû khi theâm 90 ml AgNO3 0,1N töùc laø ñaõ keát tuûa heát 90% löôïng Cl- vaø coøn 10% löông Cl- chöa keát tuûa (tính gaàn ñuùng) do ñoù [Cl-] = 0,1.10/100 = 10-2 vaäy pCl = 2. Töông töï nhö vaäy ta tính cho nhöõng theå tích thuoác thöû theâm vaøo khaùc. 2. Taïi ñieåm töông ñöông. Khi cho 100 kl dung dòch AgNO3 vaøo thì toaøn boä Cl- ñaõ ñöôïc keát tuûa heát thaønh AgCl vaø [Ag+] = [Cl-] = 10-5 vaäy pAg = pCl = 5. 3. Sau ...