Xác định hằng số cân bằng của axit photphoric từ dữ liệu ph thực nghiệm bằng phương pháp bình phương tối thiểu: Phần 1

Hằng số phân ly axit đầu tiên của axit photphoric được xác định từ các giá trị pH của chuẩn độ chiết áp kết hợp với phương pháp gần đúng lặp bằng cách sử dụng ít nhất thuật toán bình phương (có thêm hiệu ứng cường độ ion). Kết quả cho thấy một mối tương quan tốt giữa các giá trị pKai được xác định bằng thực nghiệm và các giá trị được công khai trong tham chiếu vật chất. Chương trình được viết bằng ngôn ngữ Pascal.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xác định hằng số cân bằng của axit photphoric từ dữ liệu ph thực nghiệm bằng phương pháp bình phương tối thiểu: Phần 1Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 20, số 3/2015XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ CÂN BẰNG CỦA AXIT PHOTPHORIC TỪ DỮ LIỆU pHTHỰC NGHIỆM BẰNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG TỐI THIỂUI. XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ PHÂN LY NẤC MỘT CỦA AXIT PHOTPHORICĐến tòa soạn 06 – 7 - 2015Đào Thị Phương Diệp, Vũ Thị Tình, Nguyễn Thị Thanh MaiKhoa Hóa học trường Đại học Sư phạm Hà NộiSUMMARYDETERMINATION OF EQUILIBRIUM CONSTANTS OF PHOSPHORIC ACIDFROM EXPERIMENTAL pH VALUE USING THE LEAST SQUARES METHODI. DETERMINATION OF THE FIRST DISSOCIATION CONSTANTSOF PHOSPHORIC ACIDThe first acid dissociation constant of phosphoric acid was determined from pH values ofpotentiometric titration combined with an iterative approximation method using the leastsquares algorithm (with addition of ionic strength effect). The result shows a good correlationbetween experimentally determined pKai values and the values made publicly in referencematerial. The programme was written in Pascal language.Từ khóa: hằng số cân bằng, axit photphoric, thuật toán tính lặp, phương pháp bình phươngtối thiểu, chuẩn độ điện thế.1. MỞ ĐẦUcân bằng nào quyết định giá trị pH của hệĐể xây dựng phương pháp xác định hằngsố cân bằng (HSCB) của các axit - bazơ,thì phương pháp tính lặp cho phép xác địnhchính xác hằng số phân li axit tương ứngtrong thời gian gần đây nhóm nghiên cứucân bằng ion của khoa Hóa học trườngvới cân bằng đó [1], [2], [3].Với axit tactric do có hằng số phân li axitĐHSP Hà Nội đã tiến hành thực nghiệm đopH và chuẩn độ đo pH của một số dungnấc 1 và nấc 2 không nhỏ và xấp xỉ nhau(chỉ lệch nhau 10-3,036/10-4,366  21 lần ) nêndịch đơn, đa axit và đơn bazơ khác nhau.Từ giá trị pH đo được chúng tôi tiến hànhtừ giá trị pH của dung dịch axit tactric,phương pháp bình phương tối thiểu chođánh giá HSCB của các axit theo cácphương pháp tính lặp khác nhau. Kết quảphép xác định đồng thời và chính xácHSCB cả nấc 1 (Ka1) và nấc 2 (Ka2) [4].thu được cho thấy trong các hệ nghiên cứu,Trong khi đó đối với axit oxalic có Ka1 và221Ka2 cũng không nhỏ và chênh lệch nhauHút 2,00 mL dung dịch axit photphorickhông quá nhiều (khoảng 1000 lần), nhưngtừ giá trị pH của dung dịch axit, phương(H3PO4) xuất xứ Anh có độ tinh khiết84,6%, pha trong bình định mức 250 mL,pháp nghiên cứu chỉ cho phép xác địnhchính xác giá trị Ka1 [1].thu được dung dịch gốc. Sử dụng dung dịchNaOH 4,4174.10-2 M (được pha từ NaOHVấn đề đặt ra là đối với triaxit có các giá trịhằng số phân li axit từng nấc chênh lệchrắn của Merck và chuẩn hóa lại bằng axitoxalic rắn của Merck) để chuẩn độ dungnhau rất nhiều (khoảng 105 lần) như axitphotphoric thì phương pháp nghiên cứu códịch gốc (C0 mol/L) theo phương phápchuẩn độ thể tích, với 2 chất chỉ thị metylcho phép xác định được đồng thời và chínhxác các giá trị HSCB của axit photphoric từda cam và phenolphtalein, cho kết quả C0 =1,1586.10-2 M.giá trị thực nghiệm đo pH của các hệ khácnhau hay không? Nếu không thì để đánhHút chính xác 10 thể tích khác nhau (đượcghi trong bảng 1 dưới đây) từ dung dịchgiá chính xác từng giá trị Ka1, Ka2, Ka3 cầnphải lựa chọn các hệ nghiên cứu như thếgốc, cho lần lượt vào 10 bình định mức códung tích 100 mL. Thêm vào mỗi bìnhnào cho hợp lý? Đây chính là những vấn đềchưa được nghiên cứu, cần được giải quyết50,00 mL dung dịch KCl 2 M (được pha từlượng cân chính xác). Định mức bằng nướcvà là nội dung của thông báo này.cất 2 lần tới vạch, thu được 10 dung dịch2. CƠ SỞ LÍ THUYẾTViệc thiết lập phương trình tính được thựcH3PO4 có nồng độ khác nhau (hệ A).Sử dụng máy đo pH hiện số của Đứchiện tương tự như tài liệu [1], nhưng cácbước tính lặp lại được tiến hành tương tự(Schott-Lab 850) để đo pH của 10 dungdịch hệ A. Để kiểm tra độ chính xác của kếtnhư trong [4], vì ở đây chúng tôi cũng cốđịnh lực ion bằng muối trơ KCl 1,00 M. Hệquả thực nghiệm đo pH của dung dịchsố hoạt độ của các ion được tính theophươngtrìnhDavies:lg i  0,5115.Zi2 (I1+ I- 0,2.I) ; hệ sốhoạt độ của các phân tử trung hòa đượcchấp nhận bằng 1. Sự phù hợp giữa giá trịhằng số cân bằng xác định được từ dữ liệuthực nghiệm đo pH với giá trị hằng số cânbằng tra trong tài liệu [5] được coi là tiêuchuẩn đánh giá tính đúng đắn của phươngpháp nghiên cứu và độ tin cậy của chươngtrình tính.3. THỰC NGHIỆM222H3PO4 (pH H PO (TN) ) , đồng thời để34kiểm tra việc khống chế lực ion trong hệnghiên cứu bằng KCl 1M có hợp lí haykhông, chúng tôi tiến hành tính giá trị pHtheo lý thuyết (pH H PO (LT) ) của 10 dung34dịch hệ A, với sự chấp nhận các giá trị pKaicủa H3PO4 lấy theo tài liệu [6] trong cả haitrường hợp:- Trường hợp tính lặp lực ion (chạy theochương trình tổng quát)- Trường hợp khống chế lực ion I = 1 (tínhtheo cân bằng phân li nấc 1 của axitphotphoric).Kết quả thu được, được tóm tắt trong bảng ...