You're Reading a Free Preview
 PHỤ LỤC 10.6 Chuẩn độ trong môi trường khan là phương pháp chuẩn độ acid và base yếu hoặc những muối của chúng trong môi trường không phải là nước. Phương pháp 1(Áp dụng cho base và muối của chúng) Hòa tan một lượng chế phẩm như chỉ dẫn trong chuyên luận riêng trong một thể tích thích hợp acid acetic khan (TT) đã được trung tính hóa trước với chỉ thị quy định trong chuyên luận riêng, nếu cần thiết có thể làm ẩm hay làm lạnh, hoặc chuẩn bị một dung dịch như chỉ dẫn trong chuyên luận riêng. Khi chế phẩm là muối của acid hydrocloric hoặc acid hydrobromic thì thêm 15 ml dung dịch thủy ngân (II) acetat 5 % (TT) trước khi trung tính dung môi, trừ khi có những chỉ dẫn khác trong chuyên luận riêng. Chuẩn độ bằng dung dịch acid percloric 0,1 N (CĐ) đến khi có sự chuyển màu của chỉ thị, điều này tương ứng với giá trị tuyệt đối cao nhất của dE/dV trong chuẩn độ đo thế của chế phẩm thử, ở đây E là thế điện động và V là thể tích dung dịch chuẩn độ (Phụ lục 10.2). Việc trung tính hóa dung dịch thủy ngân (II) acetat và chuẩn hóa dung dịch chuẩn độ cũng phải dùng cùng một chỉ thị được quy định trong chuyên luận riêng cho chuẩn độ chế phẩm. Khi nhiệt độ t2 của dung dịch chuẩn độ ở thời điếm định lượng khác với nhiệt độ t1 của dung dịch chuẩn độ lúc được chuẩn hóa thì tính kết quả định lượng căn cứ vào thể tích dung dịch chuẩn độ hiệu chỉnh. V(h) = V(c) X [1 + 0,0011 x(t1 – t2)] Trong đó: V(h) là thể tích dung dịch chuẩn độ hiệu chỉnh; V(c) là thể tích dung dịch chuẩn độ đã dùng. Tiến hành chuẩn độ mẫu trắng khi cần thiết. Phương pháp 2(Áp dụng cho acid yếu) Dung dịch chuẩn độ, dung môi và chỉ thị được chỉ dẫn trong chuyên luận riêng. Bảo vệ dung dịch thử và dung dịch chuẩn độ khỏi sự thâm nhập của carbon dioxyd và độ ẩm của không khí trong suốt quá trình chuẩn độ. Hòa tan chế phẩm trong một thể tích thích hợp dung môi đã trung tính hóa trước với chỉ thị quy định, nếu cần có thể làm ấm hay lạnh, hoặc chuẩn bị một dung dịch chế phẩm như đã chỉ dẫn trong chuyên luận riêng. Chuẩn độ cho đến khi có sự chuyển màu của chỉ thị, điều này tương ứng với giá trị tuyệt đối cao nhất của dE/dV trong chuẩn độ đo thế của chế phẩm, ở đây E là thế điện động và V là thể tích dung dịch chuẩn độ (Phụ lục 10.2). Dung dịch chuẩn độ được chuẩn hóa bằng cách sử dụng dung môi và chỉ thị giống như đã sử đụng cho chuẩn độ chế phẩm. Tiến hãnh chuẩn độ mẫu trắng khi cần thiết.
Định lượng bằng phương pháp Acid - Base - Tài liệu text - 123doc
đổi, dẫn đến màu thay đổi. Gọi dạng acid của chất chỉ thị là HInd, dạng base liên hợp với nó là. Ind , trong dung dịch có cân bằng sau ... ...
Tóm tắt nội dung tài liệu
Page 2
LAVA
Bài giảng Định lượng bằng phương pháp Acid baes trình bày nguyên tắc chung, điểm tương đương, các phép định lượng. Đây là tài liệu học tập và tham khảo dành cho sinh viên ngành Hóa. 19-05-2014 612 20 Download Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2009-2019 TaiLieu.VN. All rights reserved. popupslide2=3Array ( [0] => Array ( [banner_bg] => [banner_picture] => 742_1662632823.webp [banner_picture2] => [banner_picture3] => [banner_picture4] => [banner_picture5] => [banner_link] => https://kids.hoc247.vn?utm_source=TaiLieuVN&utm_medium=banner&utm_content=bannerlink&utm_campaign=popup&code=trungthu [banner_startdate] => 2022-09-08 00:00:00 [banner_enddate] => 2022-12-31 23:59:59 ) )
ĐỊNH LƯỢNG BẰNG PHƯƠNGPHÁP ACID- BAESI: NỘI DUNG1:NGUYÊN TẮC CHUNGDựa vào phan ứng giữa acid và base để xác địnhđược nồng độ khi biết chính xác nồng độ của mộtchấtacid + base muối +nướcCH3 COOH ↔CH3 COOH +K+CH3 COOH ↔CH3 OO- + H+CH3COOH + H2O ↔CH3OOH- + H2O+a b b ab: ĐỊNH LƯỢNG ACID- Nguyên tắc chung :- Dựa vào p/ư giữa 1 acid với một base để xác định nồngđộ của base đó- Acid phải biết chính xác nồng độ- Dùng để xác định 1 base mạnh hoặc base yếu hoặc với 1muối có tính base thông thường người ta dùngVD: Xác định nồng độ CH3COOH khi biết chínhxác nồng độ KOH 0,1NV1 N1 = V2 N2V CH3COOHN CH3COOH =VKOH . NKOHN CH3 COOH =VKOH . NKOH / V CH3 COOH= (11.0,1)/ 10 = 0,11 N2: ĐIỂM TƯƠNG ĐƯƠNGĐể xác định điểm tương đương người ta dùng chất chỉ thịmàu hay chất chỉ thị axit base đó là những chất có khả năng đổmàu khi PH thay đổiMethyll môi trường axit màu đỏMethyll môi trường base màu vàng+ cách lựa chọn chất chỉ thị màuChon chất chỉ thị màu có khoảng chuyển màu nằm trong bướcnhảy PH- acid mạnh + base mạnh → Bước nhảy PH 4-10-acid mạnh + base yếu → Bước nhảy PH 4-6-acid yếu + base mạnh → Bước nhảy PH 8-103: CÁC PHÉP Đ/ La: Đ/L bằng baseDựa theo p/ư 1base với 1 acid để xác định nồng độcủa acid đó . Dd chuẩn là base , thông thưòng basemạnh chất cần xác định là acid mạnh HCL acidyếu ,muối có tính acid- Cách xác địng điểm tương đương+ nếu dùng base mạnh vói acid mạnh dùng chất chỉthị mầu phenolta lein ,methyl đỏ+nếu dùng base mạnh vói acid yếuKOH + CH3COOH→CH3COOH +H2OAcid mạnh làm chất chuẩn+cách xác định điểm tương đươngDùng chất chỉ thị mầu để xác định điểm tương đương nếup/ư với 1 acid mạnh hoặc base mạnh thì dùng phelnotanilàm chất chỉ thị màu , nếu acid mạnh với base yếu thìmuối tạo thành có tính acid PH base mạnhMOH →m+ + OHCB → CB →OH= CBKM = (OH).(H) =(H+)=KN /(OH-)→(H+)=KN / CB10-14 /CB PH = -18(H-) =-18.10-14 /CB= 4+ 1g cb
2.2. Chất chỉ thị trong phơng pháp acid-base2.2.1. Khái niệmChất chỉ thị trong phơng pháp acid-base là những chất có màu sắcthay đổi theo sự biến đổi pH của dung dịch, nó đợc gọi là chất chỉ thị acid- base hay chất chỉ thị pH. Nó thờng là những chất hữu cơ có tính acidyếu hoặc base yếu , trong đó dạng dạng acid và dạng base liên hợp có màukhác nhau phụ thuộc vào cấu trúc phân tử của chúng. Bởi vậy, các chấtnày ở trong dung dịch, khi có sự biến đổi pH, làm cấu trúc phân tử biếnđổi, dẫn đến màu thay đổi.Gọi dạng acid của chất chỉ thị là HInd, dạng base liên hợp với nó làInd , trong dung dịch có cân bằng sau:Ind + H3O+ (5.1)HInd + H2Ohay:K HIndInd + H+HIndvới[H=3][O + . Ind[HInd ]]Khi pH thay đổi thì cân bằng (5.1) sẽ chuyển dịch về phía phải hoặctrái, chất chỉ thị sẽ tồn tại chủ yếu dới một trong hai dạng liên hợp nêndung dịch sẽ có màu của dạng acid (HInd) hay của dạng base (Ind).Thí dụ: sự đổi màu của 2 chất chỉ thị sau đây: Da cam methyl (Heliantin):+(C H3)2NSO 3Na + H2ON NH+(CH3)2NN NS O 3Na++ H3O(Dạng base: màu vàng)(Dạng acid: màu đỏ) PhenolphthaleinHOOHCOOHCOHCOO-(Dạng acid: không màu)+ H2O+CO O-+ H3O(Dạng base: màu hồng)2.2.2. Khoảng pH chuyển màu của chất chỉ thị acid - base:Mỗi chất chỉ thị acid base thờng có một khoảng pH đổi màu, ta cóthể tính đợc khoảng pH đó. Từ cân bằng (5.1) ta có: Hằng số cân bằng củaHInd là:175 K HInd =[H O ][Ind ] [H O ] = K [HInd].[HInd][Ind ]++33pH = pK HInd lghay:HInd[HInd][Ind ](5.2)[ ]Biểu thức cho thấy tỷ số HInd quyết định màu sắc của chỉ thị (vì hai[Ind ]-dạng HInd và Ind có màu sắc khác nhau) và nó phụ thuộc vào pH củadung dịch.Thực tế thấy rằng với đa số các chất chỉ thị, bằng mắt thờng ngời tachỉ có thể phân biệt đợc sự đổi màu khi nồng độ của dạng này chênh lệchvới nồng độ ở dạng kia khoảng 10 lần thì ta chỉ thấy đợc màu của dạng cónồng độ lớn:[HInd ] =[Ind ]1: chất chỉ thị có màu dạng Ind.10[HInd] = 10 :[Ind ]chất chỉ thị có màu dạng HInd.Thay các tỷ lệ này vào (5.2) ta có:pH = pKHInd 1hay pKHInd 1 pH pKHInd + 1 chính là khoảng pH của dung dịch màta có thể thấy đợc màu của chất chỉ thị thay đổi từ màu của dạng nàysang màu của dạng kia và đợc gọi là khoảng pH chuyển màu của chất chỉthị acid-base. Ngời ta còn dùng khái niệm chỉ số pT của chất chỉ thị acid base để chỉ pH tại đó chất chỉ thị đổi màu rõ nhất và ta kết thúc chuẩn độ.Ta thờng thấy giá trị pT trùng với giá trị pKHInd của chất chỉ thị.Tuy nhiên, do mắt ta có thể nhạy với màu này mà không nhạy vớimàu kia, nên ta có thể nhận biết sự đổi màu của chất chỉ thị trong khoảngpH hẹp hơn tức là khi tỷ số nồng độ của các dạng màu nhỏ hơn 10 lần vàkhi đó giá trị pKHInd cũng không nằm chính giữa khoảng pH đổi màu.2.2.3. Yêu cầu chung đối với chất chỉ thị acid-base Tan đợc trong nớc hoặc trong cồn, Bền vững trong điều kiện thông thờng (không bị oxy, khí carbonic,nhiệt độ, ... của môi trờng làm ảnh hởng). ở nồng độ nhỏ (105 104 M) màu đã phải xuất hiện khá rõ, Màu phải chuyển nhanh, rõ trong một khoảng pH khá hẹp,176 Khoảng pH chuyển màu của chất chỉ thị phải gần hoặc chứa giá trịpH ở điểm tơng đơng của phản ứng chuẩn độ, ít nhất nó phải nằmtrong bớc nhảy pH của phép chuẩn độ.Bảng 5.1 trình bày khoảng pH đổi màu của một số chất chỉ thị acidbase hay gặp.Bảng 5.1. Một số chỉ thị acid-base và khoảng pH chuyển màu của nóNồng độ(%)DungmôiĐặctínhchấtchỉ thịDạngAcidDạngbaseVàng alizarin0,1NớcAcidVàngTím10,1- 12,0Thymolphthalein0,1Cồn 90%AcidKhôngXanh9,3 - 10,5Phenolphthalein0,1 và 1Cồn 90%AcidKhôngHồng8,0 - 10,0Phenolphthalein0,05Cồn 20%AcidKhôngHồng7,4 - 9,0Đỏ trung tính0,1Cồn 60%BaseĐỏVàng Gạch6,8 - 8,0Đỏ phenol0,1Cồn 20%AcidVàngĐỏ6,4 - 8,0Xanh bromothymol0,05Cồn 20%AcidVàngXanh6,0 - 7,6Quỳ1,0NớcAcidĐỏXanh5,0 - 8,0Chỉ thịĐỏ methylMàuKhoảng pHchuyểnmàu0,1 và 0,2Cồn 60%BaseĐỏVàng4,2 - 6,2Lục bromocrezol0,02Cồn 20%AcidVàngXanh4,0 - 5,4Da cam methyl0,1NớcBaseHồngVàng3,1 - 4,4Xanh bromophenol0,1NớcAcidVàngNâu3,0 - 4,60,1 và 0,01NớcBaseĐỏVàng1,4 - 3,2Tropeolin 00Ghi chú: Trong nhiều trờng hợp ngời ta dùng hỗn hợp các chất chỉ thị đểquan sát sự đổi màu của chất chỉ thị rõ hơn. Có thể cùng thêm vào vớichất chỉ thị một chất màu khác không nhạy với sự thay đổi pH nhngchất này hợp với màu của chất chỉ thị thành một màu dễ nhận. Cũngcó thể kết hợp hai chất chỉ thị có pKHInd gần nhau thành một màu dễnhận và chúng đổi màu ở khoảng pH trung gian của hai chỉ thị đó. Chỉ thị vạn năng là hỗn hợp gồm nhiều chỉ thị mà màu sắc của nóthay đổi theo các giá trị pH khác nhau. Có nhiều công thức để pha chỉthị vạn năng, dới đây là một ví dụ:Phenolphthalein1 phầnĐỏ methyl2 phầnVàng methyl3 phầnXanh bromothymol4 phầnXanh thymol5 phần177 Hỗn hợp này cho màu đỏ ở pH =2, da cam ở pH = 4, vàng ở pH = 6, lụcở pH = 8, xanh lam ở pH = 10. Ngời ta thờng dùng giấy tẩm chất chỉ thịvạn năng. Khi thử ta chỉ cần nhỏ 1 giọt dung dịch cần thử lên giấy và đốichiếu màu trên giấy với thang màu mẫu (đã ghi chú pH) để biết đợc pHcủa dung dịch. Bảng 5.2 trình bày một số chỉ thị hỗn hợp.Bảng 5.2. Một số chỉ thị hỗn hợpChỉ thị hỗn hợp 2 thành phần(Tỷ lệ 1 : 1)Trị sốpTDa cam methyl 0,1% trong nớc và Indigocacmin0,25% trong nớcMàuMôi trờngacidMôi trờngkiềm4,1TímLụcĐỏ methyl 0,1% trong cồn vàXanh methyl 0,1% trong cồn5,4Đỏ tímLụcĐỏ trung tính 0,1% trong cồn vàXanh methyl 0,1% trong cồn7,0Tím xanhLụcNaphthobenzein 0,1% trong cồn và Phenolphthalein0,1% trong cồn8,9Hồng nhạtTímXanh thymol 1% trong cồn 50% và Phenolphthalein0,1% trong cồn 50%9,0VàngTím2.3. Một số trờng hợp định lợng acid-base2.3.1. Chuẩn độ một acid mạnh bằng một base mạnhThí dụ: Định lợng HCl 0,1N bằng NaOH 0,1 N. Trớc khi định lợng: Dung dịch (ở bình nón) là dung dịch acid mạnh,nên có:pH = -lgCHCl = -lg101 = 1. Khi định lợng (trớc tơng đơng): cho NaOH từ buret xuống, cóphản ứng định lợng:NaOH + HCl = NaCl + H2OTrong bình phản ứng có mặt NaCl, H2O và HCl còn cha định lợng.pH của dung dịch chủ yếu do phần còn lại của HCl cha đợc định lợng.Giả sử ở thời điểm định lợng đợc 99,9% thì HCl còn 0,1%[H ] =+0 ,1ì 10 1 = 10 4 pH = 4.100 Tại điểm tơng đơng: Dung dịch có mặt NaCl, H2O là các chất trungtính do đó pH = 7.178 Sau điểm tơng đơng: Nếu cho tiếp NaOH, dung dịch tồn tại NaCl, H2O,NaOH d. pH của dung dịch tính theo nồng độ base mạnh NaOH d.Giả sử d 0,1% thì [OH-] = CNaOH d = (0,1.101)/ 100 =104do đó:pH = 14 + lgCNaOH d = 10. Trong chuẩn độ này, lúc đầu pH biến đổi rất chậm (từ cha địnhlợng đến khi định lợng đợc 99,9% pH chỉ thay đổi từ 1 4). Nhngở lân cận điểm tơng đơng pH biến đổi đột ngột (khi định lợng tiếptừ 99,9% đến 100,1% pH thay đổi 6 đơn vị từ 4 10) và đợc gọi làbớc nhảy pH của phép chuẩn độ. Chọn chỉ thị: Với sai số 0,1% ta thấy trờng hợp định lợng trên cóthể dùng một trong 3 chỉ thị sau:+ Phenolphthalein: Màu chuyển từ không màu sang hồng nhạt+ Đỏ methyl: Màu chuyển từ đỏ sang vàng rõ+ Da cam methyl: Màu chuyển từ hồng đỏ sang vàng rõ để nhận rađiểm tơng đơng và kết thúc chuẩn độ.2.3.2. Chuẩn độ một base mạnh bằng một acid mạnhQuá trình diễn ra sẽ ngợc lại với trờng hợp chuẩn độ acid mạnh vàbase mạnh.Bớc nhảy pH của phép chuẩn độ sẽ từ 10 4. Do vậy với sai số 0,1% nếu dùng chỉ thị: phenolphthalein: màu chuyển từ hồng đỏ sang không màu, đỏ methyl: màu chuyển từ vàng sang chớm đỏ, da cam methyl: màu chuyển từ vàng sang chớm hồng, để nhận rađiểm tơng đơng và kết thúc chuẩn độ.2.3.3. Chuẩn độ đơn acid yếu bằng base mạnhThí dụ: Định lợng CH3COOH 0,1N (có KA = 1,75. 105) bằng NaOH 0,1N.Phơng trình của phản ứng chuẩn độ:CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O Tại điểm tơng đơng: Dung dịch có CH3COO-, H2O. Tính pH là củabase yếu CH3COO- với nồng độ bằng nồng độ CH3COOH ban đầu:11pH = 7 + pKA + lgCB = 8,8722Nh vậy pH tơng đơng nằm trong vùng base.179 (Bằng tính toán với sai số 0,1%, bớc nhảy pH của phép định lợngtừ 7,73 10, so với trờng hợp định lợng acid mạnh bằng base mạnh tathấy bị ngắn hơn và chủ yếu nằm trong vùng base).Do vậy trong trờng hợp này, chỉ có thể dùng chỉ thị phenolphtaleinmàu sẽ chuyển từ không màu sang hồng để nhận ra điểm tơng đơng vàkết thúc chuẩn độ.2.3.4. Chuẩn độ đơn base yếu bằng acid mạnhThí dụ: Định lợng NH3 0,1N (có KA =5,5.1010) bằng HCl 0,1N.Phơng trình phản ứng chuẩn độ:HCl + NH3 = NH4 + + Cl- Tại điểm tơng đơng: Dung dịch có acid yếu NH4+, Cl-, H2O. Tính pHlà của dung dịch acid yếu NH4+ với nồng độ bằng nồng độ NH3 ban đầupH =11pK A lgC A = 5,122Nh vậy, pH tơng đơng nằm trong vùng acid.(Bằng tính toán với sai số 0,1%, bớc nhảy pH của phép định lợngtừ 6,25 4, so với trờng hợp định lợng base mạnh bằng acid mạnh, tathấy bớc nhảy ngắn hơn và chủ yếu nằm trong vùng acid.Do vậy trong trờng hợp định lợng này ta dùng chỉ thị là đỏ methylmàu sẽ chuyển từ vàng sang đỏ để nhận ra điểm tơng đơng và kết thúcsự chuẩn độ.(Cũng có thể dùng chỉ thị da cam methyl nhng cần lu ý màu chuyểntừ vàng sang chớm đỏ phải dừng ngay chuẩn độ).Ghi chú: Trong thực tế phân tích ngời ta không áp dụng định lợng: Các acid quá yếu bằng base mạnh. Các base quá yếu bằng acid mạnh. Các acid yếu bằng base yếu hoặc ngợc lại.Sở dĩ không áp dụng vì trong các trờng hợp này tại lân cận điểm tơngđơng pH biến đổi quá ít (coi nh không có bớc nhảy) nên không chọn đợcchỉ thị để xác định chính xác điểm tơng đơng. Nếu thực hiện sẽ mắc sai sốrất lớn. Khi đó, muốn định lợng phải tìm cách khác hoặc chuyển sang địnhlợng trong môi trờng khan (dung môi không phải là H2O).2.3.5. Chuẩn độ các đa acid bằng base mạnhCác đa acid phân ly từng nấc, do đó nếu hằng số phân ly của các nấccách xa nhau ( > 104 lần) thì có thể chuẩn độ riêng từng nấc, nếu không180 phải định lợng toàn bộ. Nếu nấc phân ly nào quá nhỏ thì không địnhlợng đợc.Thí dụ 1: Định lợng H2C2O4 0,1N (có KA1 = 5,36.10-2 và KA2 = 5,42.10-5)bằng NaOH 0,1N:Định lợng toàn bộ theo phản ứng:H2C2O4 + 2 NaOHNa2C2O4 + 2H2OTại tơng đơng, tính pH của dung dịch đa base C2O42-. Ta có11pH = 7 + pK A 2 + lgC B = 8,4 (nằm ở vùng base) do đó dùng chỉ thị là22phenolphtalein màu chuyển từ không màu sang hồng.Thí dụ 2: Định lợng H3PO4 0,1N (có KA1 = 7,6. 103 , KA2 = 6,2. 106,KA3 = 4,4. 1012 ) bằng NaOH 0,1NCó thể định lợng riêng đợc nấc 1 và nấc 2. Nấc 3 quá yếu khôngđịnh lợng đợc.Phản ứng chuẩn độ acid 1:H3PO4 + NaOHNaH2PO4 + H2O11pK A1 + pK A 2 = 4,6 nằm ở22vùng acid cho nên có thể dùng chỉ thị da cam methyl hoặc đỏ methyl.Có pHTĐ1 (là dung dịch NaH2PO4): pHTĐ1 =Phản ứng chuẩn độ acid 2:NaH2PO4 + NaOHNa2HPO4 + H2O11pK A 2 + pK A 3 = 9,6 nằm ở22vùng base cho nên có thể dùng chỉ thị phenolphthalein.Có pHTĐ2 (là dung dịch Na2HPO4): pHTĐ2 =2.3.6. Chuẩn độ các đa base bằng acid mạnhQuá trình chuẩn độ các đa base ngợc lại với quá trình chuẩn độ cácđa acid.Thí dụ: Chuẩn độ Na2CO3 0,1N bằng HCl 0,1N.Trong nớc: Na2CO3 = 2Na+ + CO32 vì thế CO32 là một đa base tơngứng với đa acid H2CO3 (có KA1 = 3.107 và KA2 = 6.1011).Có thể định lợng riêng từng base với sai số 1%.Phản ứng chuẩn độ base 1 :Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl181 11pK A1 + pK A 2 = 8,4 nằm ở vùng22base do đó có thể dùng chỉ thị là phenolphtalein màu chuyển từ đỏ hồngsang hồng nhạt (để tránh sai số nhận màu nên dùng một bình mẫu có chứaNaHCO3 và chỉ thị phenolphtalein để so sánh, nếu không dùng bình mẫucó thể sai 10%).Có pHTĐ1 (của NaHCO3) là: pHTĐ1 =Phản ứng chuẩn độ base 2:NaHCO3 + HCl = H2CO3 + NaCl11pK A1 lg C A = 3,8 nằm ở vùng acid22do đó chọn chỉ thị là da cam methyl màu chuyển từ vàng sang hồng đỏ.Có pHTĐ2 (của H2CO3) là: pHTĐ2 =Đơng nhiên thể tích HCl 0,1N tiêu thụ ở nấc 1 bằng lợng HCl 0,1Nđã dùng ở nấc 2.2.4. Một số ứng dụng định lợng bằng phơng pháp acid-base2.4.1. Pha chế các dung dịch chuẩnNhững dung dịch chuẩn thờng dùng trong phơng pháp acid-base: Dung dịch HCl và H2SO4 để định lợng các base. Dung dịch NaOH và KOH để định lợng các acid.Ta không thể pha những dung dịch này bằng cách cân chính xác vìchúng không đợc tinh khiết hoặc thành phần không thật ổn định.Thí dụ: H2SO4 đặc rất dễ hút nớc, NaOH dễ hút nớc và thờng chứaNa2CO3 do hấp thụ CO2 của khí trời. Do đó phải xác định nồng độ đơnglợng của chúng bằng những dung dịch gốc đợc pha từ các chất gốc.Những chất gốc có u điểm là khá bền ở ngoài không khí và trong dungdịch, sau khi tinh chế nó đạt yêu cầu về độ tinh khiết và có thành phầnđúng công thức hóa học. Các chất gốc thờng dùng là: HCl đẳng phí, acid oxalic để xác định nồng độ đơng lợng dung dịch kiềm. Natri borat, natri carbonat để xác định nồng độ đơng lợng dungdịch acid.a. Pha dung dịch Na2CO3 gốc Điều chế natri carbonat khan tinh khiếtNatri carbonat thờng có lẫn Cl, SO42, NaHCO3,... cho nên muốnđiều chế natri carbonat tinh khiết ngời ta thờng làm nh sau:+ Nếu có Na2CO3 khan tinh khiết phân tích thì ta đem nung từ 30phút đến 1 giờ ở 270oC- 300oC. Sau đó để nguội trong bình hút ẩm.182 + Trờng hợp Na2CO3 không tinh khiết: lấy khoảng 30- 35 g NaHCO3hoà tan trong 300- 350 mL nớc, lọc. Cô nớc lọc tới khi xuất hiệntinh thể. Để nguội, lọc lấy tinh thể và rửa vài lần bằng nớc cấtnguội, sấy khô ta đợc NaHCO3 tinh khiết. Lấy 10 g NaHCO3 nàycho vào chén sứ hay chén bạch kim đem nung cách cát giữ ở nhiệtđộ 270 300 oC trong 1 giờ, ta có phản ứng.2 NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2OSau đó để nguội trong bình hút ẩm (chú ý không để nhiệt độ > 300oCvì Na2CO3 sẽ bị phân hủy: Na2CO3 + H2O 2 NaOH + CO2). Na2CO3 khan đợc dùng làm gốc, trớc khi sử dụng cần sấy 180- 200 oCtrong 2 giờ để đuổi hết nớc vì Na2CO3 dễ hút ẩm trong không khí tạothành Na2CO3. 10H2O.Từ E Na 2 CO3 =M Na 2 CO32= 52,997Ta có thể tính toán pha đợc dung dịch gốc có nồng độ theo yêu cầu.Thí dụ: Pha 1 lít dung dịch Na2CO3 0,1N ta cân 5,2997 gam Na2CO3gốc pha trong nớc cho đủ 1 lít.b. Pha dung dịch natri borat Tinh chế natri borat:Lấy 23 gam natri borat hòa tan trong 50 mL nớc nóng 60 oC (ở nhiệtđộ cao hơn sẽ tạo thành tinh thể có Na2B4O7. 5 H2O). Lọc dung dịch cònnóng. Nớc lọc để nguội và khuấy liên tục sẽ có Na2B4O7. 10H2O lắngxuống. Lọc, ép tinh thể giữa hai tờ giấy lọc, sau đó để khô trong không khí.Bảo quản trong lọ thủy tinh có nút nhám. Từ Na2B4O7.10H2O dùng làm chất gốc.E Na 2 B 4 O7 .10H 2 O =M Na 2 B 4 O7 .10H 2 O2= 190,71Ta tính lợng cân cần thiết để pha các dung dịch gốc có nồng độ theoyêu cầu.Thí dụ: Để pha 1 lít dung dịch natri borat 0,1N ta cân 19,071 gamNa2B4O7. 10H2O rồi hoà tan (lắc kỹ) trong nớc cho đủ 1 lít.Lu ý: Vì natri borat ít tan trong nớc nên khi pha phải lắc kỹ vànhững dung dịch chuẩn không nên có nồng độ cao hơn 0,25N.183 2.4.2. Một số ứng dụng định lợng trong thực tếa. Định lợng dung dịch NH4OH (hay NH3) NH4OH (hay NH3) là một base yếu nên dùng một acid mạnh nh HClđể định lợng.Phơng trình phản ứng:NH4OH + HCl = NH4Cl + H2O(NH3 + HCl = NH4Cl)Chỉ thị màu là đỏ methyl chuyển màu từ vàng sang đỏ. Cũng có thểdùng chỉ thị hỗn hợp Tashiri ( hỗn hợp của đỏ methyl và xanh methylen)màu sẽ chuyển từ lục (vàng + xanh) sang màu tím (đỏ + xanh). Kỹ thuật tiến hành:+ Buret: Dung dịch HCl+ Bình nón: 10,00 mL dung dịch NH4OH + 3 giọt đỏ methyl + 1giọtxanh methylen.+ Nhỏ HCl xuống cho tới khi chỉ thị chuyển từ màu lục sang màu tím.Ghi thể tích HCl đã dùng. Tính kết quả:Giả sử tính nồng độ g/L của dung dịch NH3 theo công thức:Pg/l =BiếtVHCl .N HCl.E NH 3VNH 3E NH 3 = MNH3= 17,03b. Xác định nồng độ dung dịch HClCó thể xác định dựa vào dung dịch Na2CO3 đã biết nồng độ theophơng trình phản ứng:Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaClNaHCO3 + HCl = H2O + CO2 + NaCl(1)(2)Nếu dùng chỉ thị phenolphtalein thì mới định lợng đợc 1/2 lợngNa2CO3. Nếu dùng chỉ thị da cam methyl thì định lợng đợc toàn bộ Na2CO3 .Ghi chú: Có thể xác định nồng độ dung dịch HCl dựa vào dung dịchnatri borat theo phơng trình phản ứng:Na2B4O7 + 2 HCl + 5 H2O = 4 H3BO3 + 2 NaClChỉ thị màu là da cam methyl hay đỏ methyl.184 c. Định lợng hỗn hợp (NaOH + Na2CO3) Dung dịch NaOH thờng bị carbonat hóa do CO2 của khí trời, cho nênthờng phải giải quyết trờng hợp định lợng dung dịch NaOH có lẫnNa2CO3.Để định lợng, ta dùng một dung dịch acid mạnh nh HCl đã biếtnồng độ, phản ứng định lợng nh sau:NaOH + HCl = NaCl + H2O(1)Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl(2)NaHCO3 + HCl = CO2 + H2O + NaCl(3)Khi dùng chỉ thị phenolphtalein thì lúc chuyển màu tơng ứng toànbộ NaOH (phản ứng 1) và 1/2 Na2CO3 (phản ứng 2) đã đợc định lợng.Sau đó thêm chỉ thị da cam methyl vào và tiếp tục định lợng đến chuyểnmàu thì sẽ định lợng hết 1/ 2 Na2CO3 còn lại (phản ứng 3). Kỹ thuật tiến hành:+ Buret: Dung dịch HCl đã biết nồng độ.+ Dung dịch mẫu: Lấy một bình nón cho vào đó 0,15-0,20 g NaCl và0,20 g NaHCO3 tinh khiết, thêm khoảng 25 mL nớc cất, 2 giọtphenolphthalein (bình 1).+ Dung dịch thử: V mL dung dịch hỗn hợp NaOH và Na2CO3 cần địnhlợng, 2 giọt phenolphthalein (bình 2).+ Nhỏ dung dịch HCl đã biết nồng độ vào bình 2 chứa dung dịch cầnđịnh lợng cho tới khi xuất hiện màu hồng giống nh ở bình dungdịch mẫu (bình 1) ghi V1 mL HCl đã dùng (chú ý thêm nớc vàobình 1 để có thể tích dung dịch tơng đơng ở bình 2). Thêm 2 giọtdung dịch da cam methyl vào bình 2 và tiếp tục định lợng đến khimàu chuyển từ vàng sang đỏ cam. Ghi V2mL HCl đã dùng (gồm cảlợng V1 mL trong đó.) Tính kết quả:+ Thể tích HCl phản ứng với 1/2 Na2CO3 là V2 - V1+ Thể tích HCl phản ứng toàn bộ Na2CO3 là 2(V2 - V1)+ Thể tích HCl phản ứng với NaOH là V2- 2(V2 - V1) = 2V1-V2Do đó, giả sử tính % (KL/TT) các chất sẽ là:%NaOH =(2V1 V2 ).N HCl .E NaOH.1001000.V( E NaOH = M = 40)185 |
