Xem mẫu
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
HỌC
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & VẬT LIỆU
o0o
BÁO CÁO ĐỒ ÁN: CHỦ ĐỀ 7
CÁCH XÁC ĐỊNH SAI SỐ CHUẨN ĐỘ
TRONG PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ĐƠN
CHỨC ACID MẠNHBASE MẠNH
GVHD: Ths. Trương Bách
Chiến
SVTH: Nguyễn Bảo Duy
LỚP:09DHTP8
MSSV: 2008181034
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
HỌC
Tp Hồ Chí Minh, Tháng 2/2019
(1 line)
MỤC LỤC
Danh sách hình ảnh
ii
Danh sách bảng biểu iii
Lời cảm ơn
iv
PHẦN 1.TỔNG QUAN 7
1.1. Chuẩn độ 7
1.2. Acid base
10
1.2.1. Theo Bronsted 10
1.2.2. Theo Lewis 10
1.2.3. Acid mạnh/ yếu 11
1.2.4. Base mạnh/ yếu 11
1.2.5. Hằng số acid base 11
1.3. pH
11
PHẦN 2. NÔI DUNG ĐỒ ÁN 13
2.1. Thuốc thử chuẩn độ acid base 12
2.2. Chất chỉ thị để chuẩn độ acid base 12
2.3. Khái niệm chất chỉ thị 12
2.4. Những loại chất chỉ thị 13
2.5. Nguyên tắc chọn chỉ thị trong chuẩn độ acid base 15
2.6. Sai số chuẩn độ acid base 15
2.7. Dung dịch đệm 15
2.8. pH của dung dịch đệm 15
2.9. Đệm năng của dung dịch đệm 16
2.10. Chuẩn độ acid mạnh base mạnh 16
2.10.1. Chuẩn độ acid mạnh bằng base mạnh 17
2.10.2. Chuẩn độ base mạnh bằng acid mạnh 21
PHẦN 3. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 23
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
HỌC
Tài liệu tham khảo 24
DANH SÁCH HÌNH ẢNH
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
HỌC
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
HỌC
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Nhóm sinh viên gồm : 1. MSSV:
2. MSSV:
3. MSSV:
Nhận xét :
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
Điểm đánh giá:
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………….....
Ngày . ……….tháng ………….năm 2014
( ký tên, ghi rõ họ và tên)
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
HỌC
LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tập cùng tập cùng với thầy , em đã trang bị cho mình được
những kiến thức nhất định về môn hóa phân tích. Song đó chỉ là lý luận cơ sở,
làm nền tảng để em có thể tiếp cận gần hơn với thực tế. Thầy đã tạo điều kiện
cho chúng em củng cố hơn kiến thức cũng như kỹ năng, bước đầu làm quen với
môn học này này.Để có thể hoàn thành bài báo cáo này, trước hết em xin trân
thành cảm ơn đến Thầy đã tận tình truyền đạt những kiến thức cho chúng em
trong thời gian học tập tại trường. Báo cáo là kết quả của quá trình học tập và
nghiên cứu, nhưng bài tiểu luận của chúng em còn nhiều thiếu sót, hạn chế. Rất
mong nhận được ý kiến đóng góp của Thầy để kiến thức của em trong lĩnh vực
này được hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
HỌC
Phần 1: Tổng Quan
1.1 Chuẩn độ
Chuẩn độ là kỹ thuật phân tích cho phép xác định định lượng một chất cần phân
tích trong mẫu. Kỹ thuật này dựa trên phản ứng hoàn toàn của chất cần phân tích
và dung dịch chuẩn độ với nồng độ đã biết được thêm từ từ vào mẫu: Chất cần
phân tích + dung dịch chuẩn = sản phẩm của phản ứng.
Chất chuẩn (C): Là một chất biết trước chính xác nồng độ và phản ứng chọn
lọc với một chất xác định hoặc một nhóm chất xác định trong một điều kiện
nhất định.
Chất xác định (X): là một chất hoặc một nhóm chất cần xác định nồng độ hoặc
hàm lượng có trong mẫu phân tích
Mẫu xác định: Hay còn gọi là mẫu phân tích là đối tượng có chứa chất xác định
cần phân tích. Một mẫu xác định có thể có một hoặc nhiều chất xác định tùy
theo yêu cầu phân tích.
Dung dịch xác định: là dung dịch được tạo ra từ mẫu xác định.
Điểm tương đương: là điểm chất chuẩn tác dụng vừa đủ với với chất xác định,
tại đó số đương lượng gam của chất chuẩn bằng chất xác định.
Chất chỉ thị: Là chất được thêm vào bình phản ứng để tạo ra tình hiệu phân tích
có thể quan sát được (màu sắc, kết tủa,…) khi phản ứng đạt đến điểm tương
đương hoặc gần đến điểm tương đương.
Yêu cầu đối với chất chỉ thị:
+ Bền trong môi trường sử dụng
+ Cân bằng chỉ thị phải đạt được nhanh
+ Có hiện tượng thay đổi rõ rệt ở điểm tương đương hoặc gần điểm tương
đương.
+ Chỉ thị phải nhạy
Điểm cuối chuẩn độ: Là thời điểm kết thúc chuẩn độ khi có tín hiệu của chất
chỉ thị
Thông thường điểm cuối chuẩn độ không trùng với điểm tương đương, nghĩa là
sẽ chuẩn độ hơi dư hoặc hơi thiếu chất chuẩn, do đó phép chuẩn độ sẽ mắc sai
số. Sai số đó gọi là sai số chuẩn độ. Để cho sai số chuẩn độ không vượt quá sai
số cho phép người ta phải chọn chất chỉ thị, điều kiện phản ứng, dụng cụ, thao
tác thích hợp.
Phản ứng chuẩn độ: Phản ứng xảy ra giữa chất chuẩn và chất xác định khi thực
hiện thao tác chuẩn độ. Phản ứng chuẩn độ phải thỏa mãn những yêu cầu sau:
+ Phản ứng xảy ra hoàn oàn và theo một phương trình nhất định
+ Phản ứng xảy ra nhanh, gần như tức thời
+ Phản ứng phải chọn lọc
+ Phải có chất chỉ thị thích hợp để nhận biết điểm tương đương.
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
HỌC
Phản ứng chỉ thị: Là phản ứng cho tín hiệu để nhận biết điểm tương đương,
còn gọi là điểm phản ứng cuối.
Nếu biểu diễn sự biến đổi nồng độ hay logarit của nồng độ cấu tử X trong quá
trình chuẩn theo thể tích của thuốc thử thêm vào bằng đồ thị, gọi là đường cong
chuẩn độ. Đường cong chuẩn độ được biểu diễn như sau:
Hình : Đường cong chuẩn độ
Các kỹ thuật chuẩn độ:
+ Kỹ thuật chuẩn độ trực tiếp: Là kỹ thuật chuẩn độ mà trong đó chất chuẩn
tác dụng trực tiếp với chất xác định khi thực hiện thao tác chuẩn độ
C + X ⇄ sản phẩm
Tại điểm tương đương:
(CNV)X = (CNV)C
+ Kỹ thuật chuẩn độ ngược: khi chất chuẩn (C) không thể tác dụng trực tiếp
với chất xác định (X) thì ta dùng chất một chất (Y) tác dụng với (X) để tạo ra
sản phẩm (E) và cho (C) tác dụng với (E).
X + Y ⇄ E
E + C ⇄ sản phẩm
Tại điểm tương đương:
(CNV)X = (CNV)Y (CNV)C
+ Kỹ thuật chuẩn độ thế: khi chất chuẩn (C) không thể tác dụng trực tiếp
với chất xác định (X) và không tác dụng với sản phẩm (E) của (X) và (Y) nhưng
lại tác dụng trực tiếp được với (Y).
X + Y ⇄ E
C + Y ⇄ sản phẩm
Tại điểm tương đương:
(CNV)X = (CNV)C
Các phương pháp chuẩn độ:
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
HỌC
+ Phương pháp chuẩn độ acid – base: Một thể tích chính xác chất xác định là
các acid hoặc base được chuẩn độ trực tiếp hoặc gián tiếp bằng dung dịch
chuẩn là base hay acid với chỉ thị màu acid base. Điểm cuối chuẩn độ được xác
định khi có sự chuyển màu của chất chỉ thị. Dựa vào thể tích điểm cuối và định
luật đương lượng để tính kết quả. Phản ứng tổng quát: H+ + OH ⇄ H2O
+ Phương pháp chuẩn độ tạo phức (phương pháp chuẩn độ Complexon):
Phương pháp chuẩn độ Complexon là phương pháp chuẩn độ tạo phức sử dụng
thuốc thử có tên là Complexon (Complexon là tên chung để chỉ các aicd
aminopolycarbonxylic trong đó Ethylenediaminetetraacetic acid được sử dụng
rộng rãi nhất. Ký hiệu EDTA) (C) để chuẩn độ các ion kim loại (M), theo cân
bằng tạo thành phức MC. Phản ứng tổng quát: M + C ⇄ MC (phức tan)
+ Phương pháp chuẩn độ tạo tủa: Phương pháp chuẩn độ kết tủa dựa trên
phản ứng tạo kết tủa: X + R ⇄ RX
+ Phương pháp chuẩn độ oxy hóa khử: Phản ứng chuẩn độ dựa trên oxi hóa
khử, trong đó nếu chất X ở dạng khử thì thuốc thử R ở dạng oxi hóa và ngược
lại. Phản ứng chuẩn độ có dạng tổng quát: NRXkh + nXROx ⇄ nRXOx + nXRkh
Dụng cụ:
+ Burret
Hình : Burret
+ Bình định mức
Hình : Bình định mức
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
HỌC
+ Pipet
Hình : Pipet
+ Dụng cụ chuẩn độ đầy đủ
Hình : Dụng cụ chuẩn độ
1.2. Acid – Base
1.2.1. Theo thuyết Bronsted
Acid là những tiểu phân (cation, anion, phân tữ trung hòa) có khả năng cho
proton
CH3COOH + H2O ↔ CH3OO + H3O+
Base là những tiểu phân (cation, anion, phân tữ trung hòa) có khả năng nhận
proton
NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH
Khi cho proton, acid tao thành base liên hợp của nó. Ngược lại, base tạo thành
acid liên hợp của nó
1.2.2. Theo Lewis
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
HỌC
Acid là chất có khả năng nhận cặp e tạo ra liên kết cộng hóa trị.
Base là chất có khả năng cho cặp e tạo ra liên kết cộng hóa trị.
1.2.3. Acid mạnh/yếu
Các acid mạnh có Ka lớn ( có thể đạt tới vô cực, gần như điện li hoàn toàn ):
HCl, HBr, HI, H2SO4, HNO3, HClO3,…
Các acid yếu có Ka nhỏ ( chỉ điện li một phần ): H3PO4, H2CO3, CH3COOH,
C6H5COOH,…
1.2.4. Base mạnh/yếu
Base mạnh có Kb lớn: NaOH, Ba(OH)2, KOH, LiOH,…
Base yếu có Kb nhỏ: Fe(OH)2, Mg(OH)2, Cu(OH)2,…
1.2.5. Hằng số acid – base
Hằng số acidbase ( Ka – Kb ). Dựa vào Ka, Kb, người ta có thể đánh giá độ
mạnh của acid hay base. Ka càng lớn, độ acid càng mạnh, base liên hợp với nó
càng yếu và ngược lại. Khi Ka và Kb nhỏ, có thể biểu diễn các đại lượng này
theo logarit thập phân
pKa = logKa
pKb = logKb
1.3. pH
Với những giá trị [H+] hay [H3O+] quá bé, để tiện cho việc biểu thị tính acid của
một dung dịch, người ta thay bằng giá trị âm thập phân logarit thập phân của giá
trị [H+] hay [H3O+], đại lượng này còn gọi là chỉ số nồng độ ion hydro, kí hiệu
pH
pH = log[H+]
pOH = log[OH]
Khi giảm [H+], giá trị của pH tăng lên, khi tăng [OH] giá trị pOH giảm xuống
Trong môi trường trung hòa pH = pOH = 7
Trong môi trường acid pH
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
HỌC
Hình : Thang pH
Phần 2: Nội Dung Tiểu Luận
2.1. Thuốc thử chuẩn độ acid – base
Trong phương pháp chuẩn độ acid base, các acid hoặc base mạnh luôn luôn
được dùng làm thuốc thử chuẩn bởi vì phản ứng với sự tham gia của chúng xảy
ra hoàn toàn hơn so với phản ứng với sự tham gia của acid hoặc base y ếu. Cũng
như trong phép chuẩn độ kết tủa, phản ứng xảy ra càng hoàn toàn, hàm số π
biến đổi càng lớn và càng dễ xác định điểm cuối
2.2. Chất chỉ thị để chuẩn độ acid – base
Nhiều hợp chất tổng hợp cũng như tự nhiên có màu khác nhau tùy thuộc vào pH
của dung dịch. Một số trong các chất đó từ lâu đã được sử dụng để chỉ rõ tính
kiềm hoặc tính axit của nước. Chúng cũng quan trọng cả đối với những nhà hóa
học hiện đại trong việc dùng chúng để xác định pH của dung dịch và để phát
hiện điểm cuối trong chuẩn độ acid – base
2.3. Khái niệm về chất chỉ thị
Những chỉ thị acid – base là những hợp chất hữu cơ biểu lộ tính acid yếu hoặc
base yếu. Phản ứng phân li hoặc liên hợp của chất chỉ thị kèm theo sự chuyển vị
cấu tạo bên trong dẫn tới sự biến đổi màu. Chúng ta đưa ra phản ứng điển hình
của chỉ thị acid – base dưới dạng sau:
H2O + HIn ↔ H3O+ + In
(màu acid) (màu kiềm)
Hoặc
In + H2O ↔ InH + OH
(màu kiềm) (màu acid)
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
HỌC
Trong các dung dịch axit mạnh, chỉ thị ở dạng HIn là dạng chiếm ưu thế, tương
ứng với "màu acid" và In sẽ là "màu kiềm" của nó. Trong các dung dịch kiềm,
các hạt In sẽ chiếm ưu thế tương ứng với "màu kiềm" của chất chỉ thị đó.
Khi cân bằng, những quá trình đó được đặc trưng bằng những hằng số
Có thể biến đổi phương trình đó như sau
Khi pH biến đổi, dung dịch chứa chất chỉ thị biến đổi liên tục thành phần phần
trăm dạng màu của mình. Nhưng mắt người rất không nhạy với những biến đổi
đó. Thường một dạng phải hơn từ 5 đến 10 lần dạng kia thì người quan sát mới
nhận biết được màu của nó; tiếp tục tăng lượng dư của dạng đó sẽ khó nhận
biết. Sự biến đổi màu của chỉ thị chỉ được nhận biết trong vùng mà ở đó một
dạng hơn dạng kia 5 – 10 lần. Như vậy "s ự biến đổi màu" quan sát được phản
ánh sự chuyển dịch cân bằng của chỉ thị . Xét HIn làm ví dụ, có thể nói rằng, chỉ
thị thể hiện màu axit hoàn toàn của mình để được người quan sát nhận biết khi
Bên trong khoảng được xác định bằng những đại lượng đó, màu là màu hỗn hợp
của chỉ thị. Nhưng giới hạn bằng số đã nêu tất nhiên phản ánh tính chất trung
bình của chỉ thị. Một số chất chỉ thị biến đổi màu trong khoảng hẹp hơn đối với
nồng độ dạng acid và dạng kiềm, một số khác lại biến đổi trong khoảng rộng
hơn. Hơn nữa, khả năng của người quan sát phân biệt màu cũng không đồng
nhất. Những người mù màu không phân biệt được một số sắc thái màu.
Nếu thay hai tỷ số nồng độ đó vào phương trình hằng số phân li của chỉ thị thì
có thể tính khoảng nồng độ ion hidro cần thiết để chuyể màu chỉ thị. Đối với
màu hoàn toàn acid:
Và một cách tương tự với màu hoàn toàn kiềm:
Để thu được khoảng chuyển màumau2a chỉ thị chúng ta tìm logarit âm của cả 2
phương trình.
Khoảng pH chuyển màu của chỉ thị:
Như vậy, sự chuyển màu của chỉ thị với hằng số phân li acid 1.10 5 được quan
sát thấy khi pH của dung dịch biến đổi từ 4 đến 6. Dễ dàng rút ra những hệ thức
tương tự với chỉ thị loại kiềm.
2.4. Những loại chỉ thị acid – base
Danh sách những hợp chất có tính chất chỉ thị acid base là danh sách những
chất hữu cơ. Thường có thể tìm chỉ thị có màu biến đổi trong khoảng pH cần
thiết bất kỳ
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
HỌC
Tên Khoảng biến Sự biến đổi Loại chỉ thị
đổi pH màu
Dạng acid Dạng kiềm
Timol chàm 1,2 2,8 Đỏ Vàng 1
8,0 9,6 Vàng Xanh
Metyl vàng 2,9 9,6 Đỏ Vàng 2
Metyl da cam 3,1 4,4 Đỏ Vàng 2
Bromcresol lục 3,8 5,4 Vàng Xanh biển 1
Metyl đỏ 4,2 6,3 Đỏ Vàng 2
Clophenol đỏ 4,8 6,4 Vàng Đỏ 1
Bromtymol 6,0 8,0 Vàng Xanh biển 1
xanh
Phenol đỏ 6,4 8,0 Vàng Đỏ 1
Crezol đỏ 7,4 9,0 Vàng Đỏ gạch 1
1,2 2,8 Đỏ Vàng
Phenolphtalein 8,0 9,6 Không màu Đỏ 1
Tymolphtalein 9,3 10,5 Không màu Xanh biển 1
Alizarin 10,1 12,0 Không màu Tím 2
Bảng : Các chất chỉ thị
Chỉ thị acid: HIn + H2O ↔ H3O+ + In
Chỉ thị kiềm: In + H2O ↔ InH + OH
Phần lớn những chất chỉ thị acid base có cấu trúc đặc trưng chia thành 6 loại.
Trong đó có 3 loại được sử dụng phổ biến:
Những chỉ thị phtalein: Phần lớn những chỉ thị phtalein không màu trong dung
dịch acid và có màu trong môi trường kiềm. Trong môi trường kiềm mạnh màu
của chúng bị mất chậm.
Những chỉ thị sulfophtalein: Đặc trưng của nhiều chỉ thị sulfophtalein là có hai
khoảng chuyển màu; một khoảng được quan sát thấy trong dung dịch khá acid,
một khoảng khác trong môi trường trung tính hoặc kiềm vừa phải. Khác với các
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
HỌC
chất màu phtalein, các chỉ thị loại này có dạng kiềm màu đỏ rất bền trong môi
trường kiềm mạnh.
Những chỉ thị azo: Khi tăng độ kiềm của môi trường màu của phần lớn các chỉ
thị azo biến đổi từ màu đỏ sang vàng; điểm chuyển màu của chỉ thị chuyển dịch
một chút về vùng acid. Metyl da cam và metyl đỏ là những đại diện phổ biến
nhất của loại chỉ thị đó.
2.5. Nguyên tắc chọn chỉ thị trong chuẩn độ acid base
Để sai số chỉ thị không vượt quá sai số cho phép ta phãi chọn chất chỉ thị theo
nguyên tắc sau:
+ CHỉ thị có khoảng đổi màu nằm trong bước nhảy pH
+ Chỉ thị có pT càng gần pHtđ càng tốt. Thông thường pT ≈ pKct
Ví dụ: Chuẩn độ dung dịch HCl 0,1M bằng dung dịch NaOH 0,1M có bước nhảy
pH từ 4 ÷ 10 thì ta dùng các chất sau làm chỉ thị: metyl đỏ (4,4 ÷ 6,2),
phenolphtalein (8 ÷ 10)
2.6. Sai số chuẩn độ acid base
Cần phân biệt hai loại sai số chuẩn độ. Sai số hệ thống do pH chuyển màu của
chỉ thị khác với pH ở điểm tương đương của phản ứng hóa học dùng để chuẩn
độ là sai số loại thứ nhất. Có thể giảm sai số đó đến cực tiểu bằng cách lựa
chọn cẩn thận chỉ thị. Thí nghiệm trắng sẽ cho bổ chính tương ứng.
Sai số ngẫu nhiên do khả năng của người quan sát phân biệt một cách lặp lại
thời điểm chuyển màu bị hạn chế là loại sai số thứ hai. Giá trị của sai số đó phụ
thuộc vào sự biến đổi pH trên một mililit thuốc thử ở điểm tương đương, nồng
độ chỉ thị và phương pháp nhà phân tích dùng để phân biệt hai màu của chỉ thị.
Khi quan sát bằng mắt với chỉ thị acid base sai số trung bình khoảng ± 0,5 đơ n
vị pH. So sánh màu của dung dịch bị chuẩn chứa lượng chỉ thị "đối chứng" ở giá
trị pH tương ứng thường cho phép hạ thấp sai số đến ± 0,1 đơn vị pH hoặc nhỏ
hơn. Rõ ràng, đó là những giá trị gần đúng và ở mức độ đáng kể chúng phụ
thuộc vào bản chất của chỉ thị cũng như vào trình độ của người thực hiện
2.7. Dung dịch đệm
Dung dịch đêm pH là dung dịch rất ít thay đổi khi ta them vao một lượng nhỏ
acid hay base mạnh
Dung dịch đệm thường là dung dịch đồng thời chứa acid yếu và base lien hợp
của nó hoặc ngược lại.
Có 2 loại dung dịch đệm:
+ Dung dịch đệm axit là hệ dung dịch đệm được hình thành bằng cách trộn
lẫn một axit yếu với muối của nó với một bazơ mạnh.
+ Dung dịch đệm bazơ là dung dịch đệm được hình thành bằng cách trộn lẫn
một bazơ yếu với muối của nó với một axit mạnh.
Dung dịch đệm tạo thành bởi 2 chất lưỡng tính axitbazơ.
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
HỌC
2.8. pH của dung dịch đệm
pH của dung dịch đệm acid hay dung dịch đệm base chỉ phụ thuộc vào hằng số
cân bằng của acid/base yếu và tỉ số giữa nồng độ đầu của muối và nồng độ đầu
của các acid/base. Do đó, khi ta pha loãng đệm vào dung dịch acid/base thì pH của
nó sẽ thay đổi rất ít hoặc không thay đổi.
Xét dung dịch đệm chứa acid yếu HA có nồng độ Ca và base liên hợp A (dưới
dạng muối MA) có nồng độ Cb có cân bằng như sau:
HA ⇄ H+ + A;
MA ⇄ M+ + A; A = H2O ⇄ HA + OH
Phương trình bảo toàn điện tích: [H+] + [M+] = [OH] + [A]
Với [M+] = Cb
=> [H+] + Cb = [OH] + [A] => [A] = Cb + [H+] + [OH]
Phương trình bảo toàn khối lượng: [HA] = [A] = Ca + Cb
=> [HA] = Ca + Cb [A] => [HA] = Ca + Cb Cb [H+] + [OH]
=> [HA] = Ca [H+] + [OH] =>
=>
Nếu dung dịch có tính acid, [H+] >> [OH], có thể bỏ qua [OH]
(*) =>
Nếu dung dịch có tính base, [OH] >> [H+], có thể bỏ qua [H+]
(*) =>
Nếu Ca, Cb khá lớn so với [H+] và [OH], ta có:
(*) => =>
2.9. Đệm năng của dung dịch đệm
Đệm năng của một dung dịch đệm pH là khả năng chống lại sự thay đổi pH của
dung dịch khi thêm vào dung dịch đó một ít acid hay base mạnh. Hay nói cách
khác, đệm năng của một dung dịch đệm pH biểu diễn số mol của một base
mạnh hay aicd mạnh cần thêm vào 1l dung dịch đó để pH tăng hay giảm 1 đơn vị
pH. Nếu gọi ∆pH là độ biến thiên của pH do thêm một đại lượng ∆Ca của acid
mạnh hay ∆Cb của base mạnh, đệm năng thường được kí hiệu π và được tính
theo công thức sau:
Với ∆Ca, ∆Cb và ∆pH khá nhỏ, ta có
2.10. Chuẩn độ acid mạnh base mạnh
Chuẩn độ Base mạnh bằng acid mạnh Acid mạnh bằng base mạnh
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
HỌC
Bài toán Chất cần chuẩn XOH: C0 (M), V0 Chất cần chuẩn HY: C0 (M), V
(ml) (ml)
Chất chuẩn HY: C (M), V (ml) Chất chuẩn XOH: C (M), V (m
Phương trình chuẩn độ H + OH H2O
+
TP tại điểm tương đương H2O
pH tương đương 7
Cân bằng H2O ↔ H+ + OH
F
Sai số
Bảng : So sánh chuẩn độ acid mạnh bằng base mạnh và ngược lại
2.10.1. Chuẩn độ acid mạnh bằng base mạnh
Tổng quát: Chuẩn độ HA (C0, V0) bằng BOH (C, V)
Lượng base thêm vào = lượng acid phản ứng
(F là tỉ số mol)
Với mỗi giá trị V có một giá trị của F tương ứng.
+ F = 0: chưa thêm BOH
+ F = 1: HA hết, điểm tương đương
+ F 1: Sau điểm tương đương
Tại điểm tương đương:
[H+] = [OH]
Nhân ai vế với
Ta có phương trình chuẩn độ:
Biện luận:
+ Khi F = 0, trong dung dịch chỉ có acid mạnh (chưa thêm BOH)
pH = lgC0
+ Khi F
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
HỌC
+ Sát điểm tương đương: trong dịch còn lại hàm lượng [H+] rất ít, không thể
bỏ qua [OH], phương trình chuẩn độ giữ nguyên
+ Tại điểm tương đương: F = 1 → [H+] = [OH]
+ Sau điểm tương đương, trong dung dịch có [OH], lượng [H+] không đáng
kể:
Chú ý: Tại điểm tương đương và điểm sát tương đương
C0V0 = CV
Ví dụ: Chuẩn độ 100ml HCl 0,1N bằng dung dịch NaOH 0,1N
Table
VNaOH thêm vào F Thời điểm pH
(ml)
0 0 1
50 0,5 Trước điểm tương đương 1,48
90 0,9 2,28
99 0,99 3,3
99,9 0,999 4,3
99,99 0,9999 Sát điểm tương đương 6,89
100 1 Điểm tương đương 7
100,01 1,0001 Sát điểm tương đương 7,11
100,1 1,001 9,7
Sau điểm tương đương
101 1,01 10,7
111 1,11 11,7
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
HỌC
Bảng : Kết quả chuẩn độ
Hình : Đường cong chuẩn độ
Nhận xét:
+ Khi thêm NaOH vào, từ giá trị từ 0 đến 99,99 ml, pH của dung dịch tăng rất
chậm
+ Trong khoảng rất hẹp từ 99,99 đến 100,01 pH của dung dịch thay đổi rất
mạnh, đường định phân rất dốc , đoạn dốc đó gọi là bước nhảy của đường định
phân.
+ Với cùng một loại axit, bước nhảy phụ thuộc vào nồng độ . Nồng độ axit
càng lớn thì bước nhảy càng dài và ngược lại
+ Vẽ đường định phân để biết được sự biến thiên của pH, xác định được
bước nhảy của đường định phân, với mục đích chọn chất chỉ thị cho quá trình
chuẩn độ
+ Chất chỉ thị thích hợp cho quá trình chuẩn độ là chất chỉ thị có khoảng đổi
màu nằm trong bước nhảy của đường định phân.
+ Ngoài việc vẽ đường định phân để tìm chất chỉ thị chúng ta còn có thể
chọn chất chỉ thị bằng cách tính sai số
Sai số chất chỉ thị
Sai số chỉ thị do điểm cuối của quá trình chuẩn độ không trùng với điểm tương
đương
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
HỌC
G: giá trị gần đúng
D: giá trị đúng
Tại điểm tương đương và sát điểm tương đương:
Quy ước:
Dấu “ ”: việc chuẩn độ kết thúc trước điểm tương đương
Dấu “+”: việc chuẩn độ kết thúc sau điểm tương đương
Phép chuẩn độ chỉ chấp nhận không mắc sai số khi: 0,2% ? +0,2%
2.10.2. Chuẩn độ base mạnh bằng acid mạnh
Tổng quát: Chuẩn độ BOH (C0, V0) bằng HA (C, V)
Lượng acid thêm vào = lượng base phản ứng
(F là tỉ số mol)
Với mỗi giá trị V có một giá trị của F tương ứng.
+ F = 0: chưa thêm HA
+ F = 1: BOH hết, điểm tương đương
+ F > 1: Trước điểm tương đương
+ F
nguon tai.lieu . vn
