- Trang Chủ
- Hoá học
- Bài giảng Hóa phân tích - Chương 7.1: Phương pháp phân tích thể tích (Lâm Hoa Hùng)
Xem mẫu
- CHƯƠNG 7
PHƯƠNG PHÁP PHÂN
TÍCH THỂ TÍCH
Người soạn: Lâm Hoa Hùng
1
- NỘI DUNG CHÍNH
1. Cơ sở về PP Phân tích thể tích (PTTT)
¾ Một số khái niệm mở đầu
¾ Đường chuẩn độ và cách thức thành lập
¾ Chất chỉ thị và các dạng chất chỉ thị
2. Các cách thức chuẩn độ và cách tính kết quả
3. Sai số hệ thống trong PP PTTT
¾ Sai số do hằng số cân bằng, sai số thiết bị, dụng cụ.
¾ Sai số chỉ thị
4. Các phản ứng chuẩn độ thông dụng
2
- MỘT SỐ KHÁI NIỆM
PP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH
Định lượng cấu tử X dựa trên phép đo thể tích
0
PƯ giữa X và C được thực hiện bằng
1
0
2
cách nhỏ C từ từ vào DD X 0
3
0 Burette
(C)
Sự định phân hay phép chuẩn độ 4
0
5
0
Thời điểm C tác Điểm tương đương (ĐTĐ)
dụng vừa hết với Erlen
(X)
X Thể tích C tại ĐTĐ là Vtđ
Tính được CX nếu biết VX
3
- MỘT SỐ KHÁI NIỆM
Giúp phát hiện
Điểm tương đương Chất chỉ thị
được xác định dựa vào sự
đổi màu, xuất hiện tủa … Tùy điều kiện
DD X cũng có thể trong buret
DD C được chứa trong erlen
Khi sử dụng chỉ thị 0
1
0
Dừng chuẩn độ theo sự 2
0
3
biến đổi chỉ thị 0 Burette
(C)
Phản ứng chuẩn độ
4
0
C+X⇄A+B
5
0
Điểm cuối (Vf)
• Vf ≡ Vtđ : Không có sai số chỉ thị Erlen
(X)
• Vf ≠ Vtđ : Có sai số chỉ thị
4
- ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ
ĐỊNH NGHĨA
Đường chuẩn độ: biểu diễn sự biến đổi một đại lượng
nào đó trong quá trình chuẩn độ khi thêm thuốc thử vào
CÁC CÁCH BiỂU DIỄN ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ
• Trục tung : Biểu diễn đại lượng nồng độ hay logarit nồng độ
([C], [X], lgC, lgX, pC, pX, E, pH…)
• Trục hoành : Biểu diễn lượng chất chuẩn thêm vào
(ml, số đương lượng hay f)
nC • nC : số (mili) đương lượng thuốc thử C đã
f = dùng tại thời điểm đang xét.
nX 0 • nX0 : số(mili) đương lượng của X ban đầu.
5
- ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ
CÁC CÁCH BiỂU DIỄN ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ
Hai dạng đường chuẩn độ phổ biến
1) Dạng biểu diễn sự biến thiên của [X], [C], [A], [B]
theo lượng chất chuẩn thêm vào
[C] [X] [A]
Vtd VC Vtd VC Vtd VC
6
- ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ
CÁC CÁCH BiỂU DIỄN ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ
Hai dạng đường chuẩn độ phổ biến
2) Dạng biểu diễn biến thiên của lg[X], lg[C], pX = - lg[X]
hay pC = - log [C], pH, E theo lượng thuốc thử thêm vào
Log [C] Log [X]
VC (ml) VC (ml) 7
- ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ
MỤC ĐÍCH - CÔNG DỤNG
• Theo dõi sự biến đổi các chỉ tiêu lý hóa,
• Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau
• Giúp xác định điểm tương đương ⇒ lựa chọn chất chỉ thị
• xác định độ chính xác của quá trình chuẩn độ
CÁCH THÀNH LẬP ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ
Tính theo trị số lý thuyết của C, VVẽ từ trị số thực nghiệm
(PT đường chuẩn độ lý thuyết) trong quá trình chuẩn độ
• Mô tả chính xác, đầy đủ QT chuẩn
(đường chuẩn độ thực
nghiệm)
độ mà không cần tiến hành TN.
• Thu nhận từ việc tổ hợp hệ nhiều
PT liên quan thành một PT duy nhất
8
- CHẤT CHỈ THỊ
ĐỊNH NGHĨA CHẤT CHỈ THỊ (Ind hay In)
là hợp chất hữu cơ hay vô cơ có cấu trúc thay đổi theo nồng
độ một cấu tử Z nào đó trong DD
Sự thay đổi cấu trúc của Ind Dấu hiệu đặc trưng
• Biến đổi màu sắc DD
• Xuất hiện hay mất đi kết tủa
PHÂN LOẠI CHẤT CHỈ THỊ
Theo công dụng, cách sử dụng, bản chất hóa học
• Ind Oxh – Kh, ion, hấp phụ …
Chỉ thị thuận nghịch
• Ind ngoại, Ind nội, chất tự chỉ thị
• Ind một màu, hai màu, Chỉ thị bất thuận nghịch
9
- CHẤT CHỈ THỊ
ĐIỀU KIỆN CHỌN LỰA CHẤT CHỈ THỊ
Bền và nhạy Xác định điểm cuối với độ Phù hợp với
chính xác cao bản chất của
các cấu tử
- Dạng IndZ và Ind có tính chất khác nhau rõ rệt
- Phản ứng từ Ind → IndZ hoặc ngược lại phải
nhanh
⇒ sự chuyển màu dung dịch nhanh.
- Sự biến đổi (màu) của Ind càng gần ĐTĐ càng
tốt
10
- CHẤT CHỈ THỊ
CƠ CHẾ CHỈ THỊ
CHỈ THỊ THUẬN NGHỊCH – KHOẢNG CHUYỂN MÀU
Chỉ thị thuận nghịch
Có sự biến đổi thuận nghịch giữa hai dạng
ind và Ind-Z
βi [ Ind ].[ Z ]
Ind + Z IndZ ki =
ki [ IndZ ]
Trong DD, tồn tại đồng thời Ind và IndZ
DD sẽ từ màu dạng này sang màu dạng kia khi
[Ind]/[IndZ] từ một tỉ lệ này sang một tỉ lệ khác (ngược lại)
Mỗi chất chỉ thị thuận nghịch đều có khoảng chuyển màu.
11
- CHẤT CHỈ THỊ
CƠ CHẾ CHỈ THỊ
CHỈ THỊ THUẬN NGHỊCH – KHOẢNG CHUYỂN MÀU
CHỈ THỊ OXI HÓA KHỬ Ind(Oxh) + ne- Ind(kh)
Cơ cấu, màu sắc thay đổi theo khả năng cho nhận e-
hay theo thế Oxh – Kh của môi trường
DD có màu dạng Oxh khi [Ind(ox)] / [Ind(kh)] ≥ 10
(và dạng Kh khi [Ind(ox)] / [Ind(kh)] ≤ 1/10)
0,059
Khoảng chuyển màu ở pH xác định là E cm =E ±
i
0
n
Chuẩn độ với E tăng dần: Ef
Dừng CĐộ tại một trong hai E
đầu mút của khoảng chuyển Khoảng chuyển màu
màu (tùy vị trí C, X) Ef : Chuẩn độ với E giảm dần
12
- CHẤT CHỈ THỊ
CƠ CHẾ CHỈ THỊ
CHỈ THỊ THUẬN NGHỊCH – KHOẢNG CHUYỂN MÀU
CHỈ THỊ AXIT - BAZ
Là acid hay baz hữu cơ yếu và có sự thay đổi cấu trúc
ion hay phân tử khi pH thay đổi
Thay đổi màu sắc theo pH DD
CB chỉ thị: HInd Ind + H+
• DD có màu dạng trội Ind khi tỷ số [Ind]/[HInd] ≥ 10
• DD có màu dạng trội HInd khi tỷ số [Ind]/[HInd] ≤ 1/10
Khoảng chuyển màu của dd là ∆ pHch/m = pki ± 1
13
- CHẤT CHỈ THỊ
CHỈ THỊ THUẬN NGHỊCH – KHOẢNG CHUYỂN MÀU
CHỈ THỊ AXIT - BAZ
pH dừng Cđộ là 1 trong 2 đầu mút của khoảng chuyển màu.
Thực tế, thường dừng ở pH có sự biến đổi màu rõ rệt
nhất, gọi là pT (chỉ số chuẩn độ của chất chỉ thị).
Chuẩn độ với pH tăng dần: pHf =pki +1 pT ≈ pki của chỉ thị
pT
pH
Khoảng chuyển màu
pHf = pki – 1: Chuẩn độ với pH giảm dần
• Thêm vào chỉ thị một chất tạo màu nền trơ Dễ quan sát thay
• Sử dụng 2 chỉ thị có 2 pki gần nhau đổi màu sắc
14
- CHẤT CHỈ THỊ
CƠ CHẾ CHỈ THỊ
CHỈ THỊ THUẬN NGHỊCH – KHOẢNG CHUYỂN MÀU
CHỈ THỊ TẠO PHỨC
Là chất hữu cơ có khả năng tạo phức với ion kim loại
có màu khác với màu chỉ thị tự do
Thay đổi màu sắc theo nồng độ ion kim loại
Ind + Mn+ Mindn+ [ Ind ]
[ MInd ] 1 [ Mind ] ⇒ pM n+
= lg β i + lg
β = n+
⇒ [M ] = × [ Mind ]
n+
[ Ind ][M ] β i [ Ind ]
• DD có màu dạng trội Ind khi tỷ số [Ind]/[MInd] ≥ 3 (5)
• DD có màu dạng trội MInd khi tỷ số [Ind]/[HInd] ≤ 1/3 (1/5)
Khoảng chuyển màu của dd là ∆ pMn+ch/m = lgβi ± lg3
15
- CHẤT CHỈ THỊ
CHỈ THỊ THUẬN NGHỊCH – KHOẢNG CHUYỂN MÀU
CHỈ THỊ TẠO PHỨC
pMn+ dừng Cđộ là 1 trong 2 đầu mút của khoảng chuyển màu.
Cđộ với pMn+ tăng dần: pMf =lgβi + lg3
pMn+
Khoảng chuyển màu
pMf =lgβi – lg3:Chuẩn độ với pH giảm dần
Đa số chỉ thị là acid yếu HmInd nên:
HmInd + Mn+ MInd(n−m) + mH+
Phức chỉ bền ở một khoảng pH nhất định chọn pH thích
Dạng HmInd (acid) có thể khác màu với dạng hợp khi dùng chỉ
Ind (baz) (màu chỉ thị thay đổi theo pH) thị tạo phức
16
- CHẤT CHỈ THỊ
CƠ CHẾ CHỈ THỊ
CHỈ THỊ BẤT THUẬN NGHỊCH
Giúp xác định điểm cuối QT chuẩn độ chỉ một lần duy nhất
Do sự biến đổi bất thuận nghịch của thành phần hóa
học, cấu tạo khi thực hiện PỨ chỉ thị
Các dạng chỉ thị bất thuận nghịch
Một số chất chỉ thị oxy Các chất chỉ thị tạo tủa
hóa khử bị phân hủy hóa Ind + Mn+ MInd n↓, TMInd = [Ind][Mn+]
học trong PỨ Oxh - Kh
Dừng chuẩn độ khi
metyl da cam, metyl đỏ, pMn+f = lgTMInd + lg [Ind]f
congo đỏ…
Điểm cuối được quyết định bởi
nồng độ tự do của chỉ thị
17
- CÁC CÁCH CHUẨN ĐỘ THÔNG DỤNG
CHUẨN ĐỘ TRỰC TIẾP
Thuốc thử C được cho dần vào dd chứa X
Chỉ thị
điểm cuối chuẩn độ
C+X A+B
C
X
Số Đlượng của C ≈ Số Đlượng của X
18
- CÁC CÁCH CHUẨN ĐỘ THÔNG DỤNG
CHUẨN ĐỘ NGƯỢC
Cho lượng thừa thuốc thử C vào dd chứa X
Xác định lượng thừa C bằng dd chuẩn C1
Chỉ thị
điểm cuối chuẩn độ
C C+X → A+B
X C + C1 → D + E
C1 Số ĐL X ≈ Số ĐL C - Số ĐL C1
Dùng chuẩn độ ngược khi phản ứng giữa X và C:
Không có chỉ thị Cần tiến hành ở các điều kiện đặc biệt
thích hợp (nhiệt độ cao, thời gian tiếp xúc dài…)
19
- CÁC CÁCH CHUẨN ĐỘ THÔNG DỤNG
CHUẨN ĐỘ THẾ
Cho thừa AC1 vào dd chứa X ⇒ lượng C1 = lượng X
Xác định lượng C1 bằng dd chuẩn C
Chỉ thị
điểm cuối chuẩn độ
X AC1 + X → AX + C
AC1 C + C1 → D + E
C1
C Số đL X ≈ Số đL C ≈ Số đL C1
Dùng chuẩn độ thế khi Lưu ý:
hợp chất AX phải bền
Không có chỉ thị không có thuốc
hơn AC1
thích hợp cho X thử cho X
20
nguon tai.lieu . vn
