Bài giảng môn Hóa phân tích
Tóm tắt Bài giảng môn Hóa phân tích: ...½(2,1-lg0,1) 1,55 Chưa chuẩn độ 0,5 pH1/2= pKa1= 2,1 2,1 1 pHtđ1= ½(pKa1+pKa2) 3,65 Đtđ 1 1,5 pH3/2= pKa2 7,2 2,0 pHtđ2= ½(pKa2+pKa3) 9,75 Đtđ 2 2,5 pH5/2= pKa3 12,3 3,0 pHtđ3=½(14+pka3+lg0,1/4) 12,34 Đtđ 3 Metyl da cam p.p Metyl da cam p.p 2. Chuẩn độ dd baz yếu a. dd baz yếu đơn chức ...icomplexonat chỉ bền trong một khoảng pH nhất định. + Các ion kim loại hóa trị 3,4 bị thủy phân rất mạnh cho các phức hydroxo ngay cả trong môi trường acid. =>complexonat của chúng chỉ bền trong môi trường rất acid. Ví dụ: FeY−,ScY−. . . bền trong khoảng pH = 1...ai cặp (1) và (2) cân bằng nên tính thế dung dịch theo cả hai cặp ][ ][lg059,0 1 10 1 Kh Ox b EE += ][ ][lg059,0 2 20 2 Kh Ox a EE += ][ ][lg059,0 2 20 2 Kh OxaEaE +=][ ][lg059,0 1 10 1 Kh OxbEbE += 1 ]].[[ ]][[ 21 21 = KhKh OxOx ba aEbE 02 0 1 + +...
–Phaûi xaûy ra hoaøn toaøn : Kc lôùn. – Phaûn öùng xaûy ra nhanh. – Khoâng xaûy ra phaûn öùng phuï. – Phaûi nhaän bieát ñöôïc ñieåm töông ñöông. 1. CAÙCH XAÙC ÑÒNH ÑIEÅM TÖÔNG ÑÖÔNG 1. Theâm moät chaát chæ thò coù khaû naêng taïo maøu maïnh vaø ñaëc tröng vôùi moät daïng naøo ñoù cuûa caùc caëp oxy hoùa - khöû trong phaûn öùng. 2. Duøng chaát chæ thò oxy hoùa - khöû 3. Khoâng caàn duøng chæ thò. Chæ thò oxy hoùa khöû • Chaát chæ thò oxy hoùa - khöû laø nhöõng chaát höõu cô coù tính oxy hoùa hay khöû • maøu cuûa daïng oxy hoùa khaùc haún vôùi maøu cuûa daïng khöû lieân hôïp. • khi theá cuûa dung dòch thay ñoåi thì maøu saéc cuûa chæ thò cuõng thay ñoåi Khoaûng theá ñoåi maøu cuûa chaát chæ thò • IndOx + ne ⇄ IndKh dung dòch coù maøu cuûa daïng IndOx khi: dung dòch coù maøu cuûa daïng IndKh khi ][Ind ][Indlg059,0 Kh Ox0 //0 n EE KhoxKhx IndIndIndInd += ⇒≥ 10 ][Ind ][In Kh Ox n EE KhoxKhox IndIndIndInd 059,00 // +≥ ⇒≤ 10 1 ][Ind ][Ind Kh Ox n EE KhoxKhox IndIndIndInd 059,00 // −≤ • Khoaûng theá : ∆EInd khoaûng theá chuyeån maøu cuûa chæ thò oxy hoùa – khöû V.dï: Ferroin:phöùc cuûa Fe2+vôùi1,10 phenantrolin Maøu ñoû Maøu xanh EInd = 1,14 ± 0,06 (V) n E Khox IndIndInd E 059,0 / 0 ±=∆ Moät soá chaát chæ thò oxy hoùa khöû Chaát chæ thò Maøu E0(V) taïi pH = 0IndOx IndKh Dipheùnylamin Tím Kh maøu 0,76 Natri Dipheùnylamin Sulfonat Ñoû tím Kh maøu 0,84 Acid Pheùnylanthranilic Tím ñoû Kh maøu 1,08 Ferroin Xanh nhaït Ñoû 1,06 Xanh Meùtylen Xanh ñaäm Kh maøu 0,53 2. Đường cong chuẩn độ ÑÖÔØNG CHUAÅN ÑOÄ TRONG PHEÙP CHUAÅN ÑOÄ QXY HOÙA -KHÖÛ aKh1 + bOx2 ⇄ aOx1 + bKh2 Ox1 + be ⇄ Kh1 ][ ][lg059,0 1 10 / 11 Kh Ox b EE KhOx += ][ ][lg059,0 2 20 / 22 Kh Ox a EE KhOx += 00VC CVF = Ox2 + ae ⇄ Kh2 C0 và C: (CN) • Trước đtđ: Tính theá dung ñòch theo caëp Ox1/ Kh1 F F b − += 1 lg059,0E E 01 ][ ][lg059,0 1 10 1 kh oxh b EE += VV CVoxh + = 0 1][ VV CVVCkh + − = 0 00 1][ CVVC CV b EE − +=⇒ 00 0 1 lg 059,0 Tại đtđ: Theá cuûa hai caëp (1) vaø (2) caân baèng neân tính theá dung dòch theo caû hai caëp ][ ][lg059,0 1 10 1 Kh Ox b EE += ][ ][lg059,0 2 20 2 Kh Ox a EE += ][ ][lg059,0 2 20 2 Kh OxaEaE +=][ ][lg059,0 1 10 1 Kh OxbEbE += 1 ]].[[ ]][[ 21 21 = KhKh OxOx ba aEbE 02 0 1 + + =TDE aKh1 + bOx2 ⇄ aOx1 + bKh2 [Kh1] = [Ox2] ; [Ox1] = [Kh2] Sau đtđ:Tính theá dung dòch theo caëp Ox2/Kh2 )1lg(059,0E E 02 −+= Fa ][ ][lg059,0 2 20 2 kh oxh a EE += VV VCCVoxh + − = 0 00 2 ][ VV VCkh + = 0 00 2 ][ 00 000 2 lg 059,0 VC VCCV a EE −+=⇒ VÍ DUÏ Veõ ñöôøng chuaån ñoä khi chuaån ñoä 20 ml dung dòch Fe2+ 0,1N baèng dung dòch KMnO4 0,1N trong moâi tröôøng H2SO4 coù pH = 0 . )(77,0E0 /FeFe 23 V= ++ )(51,1E0 /MnMnO 24 V=+− • Phaûn öùng chuaån ñoä : MnO4-+ 5Fe2+ + 8H+ ⇄ Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O * Fe ⇄ Fe3+ + e MnO4- + 5e + 8H+ ⇄ Mn2+ + 4H2O ][ ][lg 1 059,0 2 3 0 / 23 + + += ++ Fe FeEE FeFe ][ ]][[lg 5 059,0 2 8 40 / 24 + +− += +− Mn HMnOEE MnMnO pH=0 => [H+] = 1M ][ ][lg 5 059,0 2 40 / 24 + − += +− Mn MnOEE MnMnO V KMnO4 F Coâng thöùc tính theá E E (Volt) Ghi chuù F F b − += 1 lg059,0E E 01 ba aEbE 02 0 1 + + =TDE )1lg(059,0E E 02 −+= Fa )1lg( 5 059,00 /8, 24 −+= ++− FEE MnHMnO F FEE FeFe − += ++ 1 lg 1 059,00 / 23 10 0,5 0,77 18 0,9 0,83 19,8 0,99 0,89 19,98 0,999 0,95 S % = -0,1% 20 1 1,39 20,02 1,001 1,48 S% = +0,1% 20,2 1,01 1,49 30 1,5 1,51 Đtđ Caùch choïn chaát chæ thi • Döïa vaøo khoaûng theá ñoåi maøu vaø böôùc nhaûy + Khoaûng theá ñoåi maøu naèm trong böôùc nhaûy ⇒Choïn chaát chæ thò naøy • Döïa vaøo theá E0 cuûa chaát chæ thò + Neáu E0 cuûa chaát chæ naèm trong böôùc nhaûy ⇒Choïn chaát chæ thò naøy + Neáu E0 ≈ ETÑ0 : Choïn chaát chæ thò naøy NHAÄN XEÙT Tröôùc vaø sau ñtd E cuûa dd thay ñoåi chaäm. Taïi 0,999 < F < 1,001 : E cuûa dd taêng ñoät ngoät taïo thaønh böôùc nhaûy theá cuûa ñöôøng chuaån ñoä Trong ch.ñoä, böôùc nhaûy theá khoâng phuï thuoäc vaøo noàng ñoä cuûa dd chuaån vaø dd caàn ch.ñoä maø phuï thuoäc vaøo ñoä cheânh leäch theá cuûa 2 caëp oxy hoaù khöû tham gia phaûn öùng ch.ñoä. • Cheânh leäch theá giöõa 2 caëp ohk caøng lôùn thì ñoä chính xaùc cuûa phöông phaùp ch.d caøng cao. • Choïn chaát chæ thò: 0,95 (V) ≤ E0Ind ≤ 1,48(V) IV. SAI SOÁ CHÆ THÒ 1).100F(100 VC VCCVSS% c 00 00 −= − = VÍ DUÏ • Tính sai soá khi chuaån ñoä dung dòch Fe2+ baèng dung dòch KMnO4 0,1N trong moâi tröôøng H2SO4 coù noàng ñoä ion H+ khoâng ñoåi baèng 1 mol/ lit vaø keát thuùc chuaån ñoä ôû Ec = 0,87V )(77,0E0 /FeFe 23 V= ++ )(51,1E0 /MnMnO 24 V=+− GIAÛI V387,1 6 77,051,1.5 = + =TDE Ec = 0,87V < ETÑ = 1,387 V ⇒ Keát thuùc chuaån ñoä tröôùc ñieåm töông ñöông C C F F b − += 1 lg059,0E E 01 SS% = −1,96% VÍ DUÏ • Tính sai soá khi chuaån ñoä dung dòch Fe2+ 0,1M baèng dung dòch Ce4+ 0,1M. Bieát raèng heát thuùc chuaån ñoä ôû Ec = 1,257 V )(77,0E0 /FeFe 23 V= ++ V44,1E0 /CeCe 34 =++ GIAÛI V105,1 2 77,044,1 = + =TDE Ec = 1,257V > ETÑ = 1,105 V ⇒ Keát thuùc chuaån ñoä sau ñieåm töông ñöông )1lg(059,0E E 02 −+= Fa SS% = 0,08% V. CAÙC PHÖÔNG PHAÙP CHUAÅN ÑOÄ OXY HOAÙ − KHÖÛ 1. Phöông phaùp chuaån ñoä oxy hoaù − khöû baèng KMnO4 2. Phöông phaùp chuaån ñoä baèng Ce(SO4)2 3. Phöông phaùp chuaån ñoä oxy hoaù khöû baèng K2Cr2O7 4. Phöông phaùp chuaån ñoä oxy hoùa khöû theo phöông phaùp Ioát - Thiosulfat 1.Phöông phaùp chuaån ñoä oxy hoaù − khöû baèng KMnO4 • Nguyeân taéc MnO4- + 8H+ + 5e ⇄ Mn2+ + 4H2O E0 =1,51V Khoâng duøng HNO3 vaø HCl laøm moâi tröôøng * E0Cl2/2Cl- 2MnO4- + 10Cl- +16H+→ 2Mn2++ 5Cl2+ 8H2O * E0NO3-/NO ≡ E0MnO4-/Mn2+ HNO3 cũng oxy hóa chất khử ÖÙng duïng cuûa phöông phaùp chuaån ñoä oxy hoaù − khöû baèng KMnO4 • Chuaån ñoä tröïc tieáp caùc chaát khöû Xaùc ñònh H2C2O4 5H2C2O4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 ⇄ 2MnSO4 + 10CO2 + K2SO4 + 8H2O Xaùc ñònh Fe2+ Fe2+ + MnO4- + 8H+ ⇄ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O Xaùc ñònh H2O2 5H2O2 + 2MnO4- + 6H+ ⇄ 2Mn2++ 5O2 + 8H2O ÖÙng duïng cuûa phöông phaùp chuaån ñoä oxy hoaù − khöû baèng KMnO4 • Chuaån ñoä thay theá Aùp duïng ñoái vôùi : Chaát khöû deã bò khoâng khí oxy hoùa Chaát khöû + Fe3+ → Fe2+ Chuaån ñoä Fe2+ baèng KMnO4 + Xaùc ñònh RCHO RCHO + 2Cu(OH)2→RCOOH + Cu2O + 2H2O Cu2O + Fe3+ = Cu2+ + Fe2+ 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O • + Xaùc ñònh caùc ion taïo ñöôïc tuûa oxalat Ca2+,Cd2+, Zn2+, Pb2+, Co2+, Ni2+, - Duøng (NH4)2C2O4 ñeå keát tuûa caùc ion kl treân Ca2+ + C2O42- → CaC2O4↓ - Loïc röûa tuûa oxalat thu ñöôïc baèng H2SO4 (l) CaC2O4 + H2SO4 → CaSO4↓ + H2C2O4 - Chuaån H2C2O4 sinh ra baèng KMnO4 5H2C2O4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 ⇄ 2MnSO4 + 10CO2 + K2SO4 + 8H2O • Chuaån ñoä ngöôïc Aùp duïng ñoái vôùi:Chaát khöû phaûn öùng chaäm vôùi MnO4- Chaát khöû + MnO4- dö Chuaån ñoä KMnO4 dö baèng chaát khöû khaùc + Xaùc ñònh S2- Cho S2- taùc duïng vôùi KMnO4 laáy dö 5S2-+8MnO4-dö +24H+ →5SO42-+8Mn2++12H2O Chuaån löôïng KMnO4 dö baèng Fe2+ 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ ⇄ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O 2. Phöông phaùp chuaån ñoä Ce(SO4)2 • Ce4+ + e → Ce3+ Eo = + 1,44V Maøu cam Pheùp chuaån ñoä Ce4+ phaûi duøng chaát chæ thò Thöôøng duøng chæ thò Feroin. Taïi ñieåm töông ñöông: maøu xanh nhaït → maøu ñoû. ÖÙng duïng cuûa ph.ph chuaån ñoä Ce(SO4)2 Chaát PT Phaûn öùng Ñieàu kieän TH Sn Sn2+ + 2Ce4+ ⇄ Sn4+ + 2Ce3+ Kh Sn4+ = Zn Fe Fe2+ + Ce4+ ⇄ Fe3+ + Ce3+ Kh Fe3+ baèng Zn , SnCl2 Mg, Ca, Zn, Co, Pb, Ag H2C2O4+2Ce4+⇄2CO2+2Ce3+ +2H+ ↓ caùc ion döôùi daïng MC2O4. Loïc, röûa keát tuûa, hoøa tan baèng H2SO4 l HNO2 HNO2+2Ce4++H2O⇄NO3-+ 2Ce3++3H+ 3. Phöông phaùp chuaån ñoä oxy hoùa khöû baèng K2Cr2O7 • Cr2O72- + 14H+ + 6e ⇄ 2Cr3+ + 7H2O maøu ñoû cam E0 = 1,33V Ñeå nhaän bieát ñieåm töông ñöông: Chæ thò Diphenylamin Ñieåm cuoái : maøu xanh laù caây→ xanh tím ñaäm Coù theå duøng HCl laøm moâi tröôøng 4. Phöông phaùp chuaån ñoä I2- Na2S2O3 • Nguyeân taéc • I2 + 2e ⇄ 2I- E0 = 0,54 V S4O62- + 2e ⇄ 2S2O32- Eo =0,1V • Chuaån I2 + Na2S2O3 I2 + 2Na2S2O3 ⇄ 2NaI + Na2S4O6 Chaát chæ thò : Hoà tinh boät Ñieåm cuoái : maøu xanh tím → khoâng maøu • Chuù yù: Khi chuaån ñoä I2 baèng Na2S2O3 neân: + Tieán haønh ôû nhieät ñoä thöôøng Vì : ôû T0 cao I2 bò thaêng hoa vaø ñoä nhaïy cuûa hoà tinh boät bò giaûm ñi + Chuaån ñoä trong moâi tröôøng acid yeáu hoaëc trung tính 5 < pH < 7 Vì: Trong moâi tröôøng acid maïnh S2O32- + 2H+ H→ 2SO3 + S Trong moâi tröôøng kieàm I2 + 2OH- IO→ - + I- + H2O + Chæ cho hoà tinh boät vaøo ôû gaàn cuoái chuaån ñoä Dd coù maøu vaøng nhaït chuaån ñoä ñeán maát maøu ÖÙng duïng cuûa phöông phaùp chuaån ñoä I2- Na2S2O3 • Chuẩn độ trực tiếp: I2 + 2Na2S2O3 ⇄ 2NaI + Na2S4O6 C0V0 = CV Chuẩn độ ngược: Chất Khử + I2 dư CoVo C’V1 Chuẩn I2 dư bằng Na2S2O3 I2 + 2Na2S2O3 ⇄ 2NaI + Na2S4O6 C’V2 CV Đtđ: CoVo + CV = C’V’ = C’(V1+V2) * Chuaån ñoä thay theá Chaát oxy hoùa + KI dö I→ 2 Chuaån I2 taïo ra baèng Na2S2O3 + Xaùc ñònh Cu2+: tieán haønh pH = 4 (CH3COOH) 2Cu2+ + 4I- = 2CuI↓ + I2 I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6 Chuù yù: ñeå traùnh söï haáp phuï I2 treân tuûa CuI laøm tuûa coù maøu vaøng thaåm khoâng xaùc ñònh ñöôïc ñieåm cuoái. SCN- + CuI = CuSCN↓traéng + I- D. CHUẨN ĐỘ KẾT TỦA I. Cân bằng hòa tan của chất khó tan(tích số tan) 1. Tích số tan. Đem hòa tan chất khó tan AmBn(r) vào nước: lượng đã hòa tan rất nhỏ, Dd rất loãng: phần đã hòa tan xem như diện ly hoàn toàn: có cb AmBn ⇄ mAn- + nBm+ : dd bão hòa AmBn/H2O Nồng độ của dd bão hòa gọi là độ tan(S) của AmBn. t0 a 0 0 tcb -S mS nS Kc = [An-]m[Bn+]n = (mS)m(nS)n = mmnnS(m+n) Kc= TAmBn = mmnnS(m+n) SAmBn = )( nm nm AmBn nm T + * TAmBn ↑ SAmBn ↑ * Các chất có công thức tương tự nhau(AmBn ≡ CmDn) chất nào có T ↑ S ↑ Td: AgX TAgX SAgX = (TAgX)1/2 (M) AgCl AgBr AgI 10-10 10-13 10-16 10-5 10-6,5 10-8 * Các chất có công thức không tương đương(AmBn và CpDq), phải tính cụ thể Td: AgCl TAgCl = 10-10 SAgCl = 10-5 Ag2CrO4 T = 4.10-12 S= =10-4 * Pha loãng ddtan nhiều hơn * Đun sôi:H2O bay hơiC(ion)↑ kết tủa nhiều hơn 3 12 12 12 10.4 − 2. Diều kiện để có kết tủa a. Hòa tan 1 lượng xác dịnh chất khó tan AmBn * Nêu tan hêt: AmBn → mAn- + nBm+ t∞ -C’0 mC’0 nC’0 Với C’0 = m0/MAmBn T’AmBn = (mC’0)m.(nC’0)n So sánh T’AmBn và TAmBn: ta có T’ < T dd chưa bão hòa: tan hết T’ = T dd bão hòa: tan hết T’ > T dd quá bão hòa: tan 1 phần, có (r ⇄ l) Td: hòa tan 10-3 mol Ag2CrO4(r) vào nước → 1l dd C’0=10-3M T’=(2.10-3)2.(10-3) =4.10-9 >Ttan 1 phần Ag2CrO4 → 2Ag+ + CrO42- b. Trộn lẫn 2 dd: dd(1)An-{C1,V1} + dd(2)Bm+{C2,V2}→ dd(3) có↓? Sau khi trộn lẫn nhưng chua pư: C’1 = ; C’2 = mAn- + nBm+ → AmBn ↓ T’AmBn = (An-)m.(Bn+)n ; so sánh với TAmBn T’ < T dd chưa bão hòa chưa có ↓ T’ = Tdd bão hòachưa có ↓ T’ > Tdd quá bão hòa có ↓ dd(3){C’1,C’2,V3=V1+V2) n1=C1V1=n’1=C’1V3 n2=C2V2=n’2=C’2V3 10ml dd(1) AgNO3(2.10-3 M) +10ml dd(2) Na2CrO4(2.10-3M) C’Ag+ = 2.10-3.10/20 = 10-3M ;C’CrO4 = 2.10-3.10/20 = 10-3M T’Ag2CrO4 = (10-3)2.(10-3) = 10-9 > TAg2CrO4 có ↓ V VC 3 11 V VC 3 22 *Coù hình thaønh keát tuûa khoâng khi cho 2l dd 0,2 M NaOH taùc duïng vôùi 1. l dd 0,1 M CaCl2? Caùc ion toàn taïi trong dung dòch laø Na+, OH-, Ca2+, Cl-. Chæ coù theå hình thaønh keát tuûa Ca(OH)2. Khi C’Ca2+ = 0,1/3 M; C’OH- = (2.210-1) /3 M TCa(OH)2 = 8.0 x 10-6 =[0,1.(4.10-1)2] /27=[1,6.10-2] /27 T’ > T hình thaønh keát tuûa 2 2 )( 2)'.('' OHCaOHCa TCCT >= −+ => Ca(OH)2↓ 2)'.('' 2 −+= OHCa CCT AÛnh höôûng cuûa ion chung ñeán ñoä tan T = 7.7 x 10-13 s2 = T s = 8.8 x 10-7 [Ag+] = s’ [Br-] = 10-3 + s’ ≈ 10-3 T = 10-3 . s’ s’ = 7.7 . 10-10 Tính ñoä hoøa tan cuûa AgBr trong a.Nöôùc nguyeân chaát. b. dung dòch 0,001M NaBr. AgBr ⇄ Ag+ + Br- a) H2O b) dd NaBr 10-3M NaBr → Na+ + Br- C’Br- = 10-3M AgBr ⇄ Ag+ + Br- AÛnh höôûng cuûa pH ñeán ñoä tan [OH-] = 2s = 2.8 x 10-4 M pOH = 3,55 => pH = 10,45 Taïi pH < 10.45 [OH-] ↓ OH- + H+(aq) H2O (l) => laøm ↑ ñoä tan cuûa Mg(OH)2 Taïi pH >10.45 :[OH-] ↑=> laøm ↓ ñoä tan cuûa Mg(OH)2 * Sự hiện diện của ion chung làm giảm độ tan * Baz không tan hòa tan trong dd axit * Axit không tan hòa tan trong dd baz Xem: Mg(OH)2 ⇄ Mg2+ + 2OH- 10.4,110.2,1 21 43 11 3 21 2)( 2)( 4 − − === TS OHMgOHMg [Mg2+]= 1,4.10-4M I. NGUYEÂN TAÉC VAØ PHAÂN LOÏAI 1. Nguyeân taéc Phöông phaùp chuaån ñoä keát tuûa döïa treân phaûn öùng taïo thaønh caùc hôïp chaát ít tan Caùc p.ö ch.ñ keát tuûa phaûi thoûa maõn: − P.ö keát tuûa phaûi x.r hoaøn toaøn (T < 10-10). − P.ö xaûy ra nhanh. − P.ö xaûy ra theo moät heä soá tyû löôïng nhaát ñònh. − P.ö phaûi choïn loïc, nghóa laø caùc quaù trình phuï nhö coäng keát. . . phaûi khoâng ñaùng keå. − Phaûi coù ch.ch.th thích hôïp ñeå xaùc ñònh ñtdđđđ. 2. PHAÂN LOAÏI PHÖÔNG PHAÙP CHUAÅN ÑOÄ KEÁT TUÛA : a. Phöông phaùp baïc : Döïa treân phaûn öùng chuaån ñoä : X− + Ag+ → AgX ↓ Ñeå ch.ñ (Cl−, Br−, I−) vaø SCN− baèng dd AgNO3. b. Phöông phaùp thuûy ngaân : söû duïng dd Hg2+ ñeå ch.ñ (Cl−, I−) theo p.u: 2X− + Hg2+ = Hg2X2 ↓ c. Phöông phaùp chuaån ñoä keõm : Cho pheùp xaùc ñònh ion Zn2+ baèng dd K4[Fe(CN)6] theo p.ö : 3Zn2+ +2K4[Fe(CN)6] = K2Zn3[Fe(CN)6]2↓ + 6K+ 3. PHÖÔNG PHAÙP ÑO BAÏC Giaû söû tieán haønh chuaån ñoä V0 ml dung dòch chöùa ion halogenur X− (Cl−, Br−, I− hay SCN−) coù noàng ñoä C0(mol/l) baèng dung dòch AgNO3 coù noàng ñoä C (mol/l). Goïi V laø theå tích AgNO3 cho vaøo taïi moãi thôøi ñieåm cuûa quaù trình chuaån ñoä. F: möùc ñoä ion X- ñaõ ñöôïc chuaån ñoä 00VC CVF = P.ö chuaån ñoä : X− + Ag+ = AgX ↓ Ñöôøng ch.ñ laø ñöôøng bieåu dieãn söï thay ñoåi pX (hoaëc pAg) theo theå tích cuûa dd chuaån AgNO3 theâm vaøo : pX = f(V) •Khi chöa chuaån ñoä (V = 0, F = 0) • pX ñöôïc quyeát ñònh bôûi dd X- coù noàng ñoä laø C0 => pX = − lgC0.* Tröôùc ñtñ (V0C0 > VC), F<1 : pX ñöôïc quyeát ñònh bôûi dd X− coøn dö : VV CVVCpX + − −= 0 00lg Taïi ñtñ (V0C0 = VC, F=1) : AgX↓ ⇄ Ag+ + X- TAgX = [Ag+].[X−] =>[Ag+] = [X−] AgXTX = − ][ AgXtđ pTpX 21=⇒ Sau ñtñ (V0C0 1) : pX ñöôïc quyeát ñònh bôûi löôïng AgNO3 dö TAgX = [Ag+].[X−] ][ ][ + − = Ag T X AgX VV VCCVpTpX AgX + − += 0 00lg Ví duï : Veõ ñöôøng chuaån ñoä 50 ml dung dòch NaCl 0,1M baèng dung dòch AgNO3 0,1M. Bieát raèng TAgCl = 1,0.10−10 Phaûn öùng chuaån ñoä: Ag+ + Cl- ⇄ AgCl ↓ Taïi ñieåm töông ñöông theå tích AgNO3 baèng: mlxVV AgNODTD 501,0 1,050 3 === V F Coâng thöùc tính pCl pCl pAg GHI CHUÙ 0 0 pX = −lgC0 1,00 9,00 5 0,1 1,09 8,91 25 0,5 1,48 8,52 45 0,9 2,28 7,72 49,5 0,99 3,30 6,70 49,95 0,999 4,30 5,70 SS% = – 0,1% 50 1 5,00 5,00 Ñieåm töông ñöông 50,05 1,001 5,70 4,30 SS% = + 0,1% 50,5 1,01 6,70 3,30 75 1,5 7,79 2,21 100 2 8,70 1,30 VV VCCVpX + − −= 0 00lg AgXpTpX 21= VV CVVCpTpX AgX + − += 0 00lg Sai soá chuaån ñoä 100. VC VCCV% 00 00− =SS Taïi ñieåm töông ñöông AgXpTpX 21= •Neáu keát thuùc ôû pX < pXTÑ : • Keát thuùc chuaån ñoä tröôùc ñieåm töông ñöông (dö dung dòch NaX ). Pheùp chuaån ñoä maéc sai soá thieáu SS % < 0 vaø ñöôïc kyù hieäu −XS% 2 00 0 10.)(10% VC CCS pX X + −= − − Neáu keát thuùc ôû pX > pXTÑ : Keát thuùc chuaån ñoä sau ñieåm töông ñöông (dö dd AgNO3). Pheùp chuaån ñoä maéc sai soá thöøa SS% > 0 vaø ñöôïc kyù hieäu +gASS% 2 0 0 pT pX .10 CC )(10% AgX CCS Ag + += − + Ví duï : Chuaån ñoä 100ml dung dòch NaI 0,1M baèng dung dòch AgNO3 coù cuøng noàng ñoä. a) Tính sai soá cuûa pheùp chuaån ñoä treân neáu keát thuùc chuaån ñoä ôû pAg = 11. b) Ñeå sai soá chuaån ñoä khoâng vöôït quaù 0,02% thì phaûi keát thuùc chuaån ñoä trong khoaûng pI baèng bao nhieâu ? Cho bieát : TAgI = 10−16 Giải • NaI + AgNO3 → AgI + NaNO3 • pHtđ = ½ pT = ½ (-lg10-16) = 8 • a) pAgc = 11 => pIc = -lg10-16 – 11 = 5 • pIc F < 1 ; dd thừa NaI • b) S%= + 0,02% => F>1 dd thừa Ag+ • 10pI-16 = 10-5 => pI = 11 • => bước nhảy pI = 5 → 11 %02,010. 10.10 )1010(1010.)(10% 211 115 2 00 0 −= + −= + −= −− −−−− − VC CCS pI I %02,010. 10.10 )1010(1010.)(10% 211 1116 2 00 0 16 += + += + += −− −−−− + pIpI Ag VC CCS 4. CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XAÙC ÑÒNH ÑIEÅM CUOÁI TRONG PHÖÔNG PHAÙP ÑO BAÏC Nguyeân taéc cuûa phöông phaùp laø theâm vaøo dung dòch chuaån ñoä moät ion coù khaû naêng taïo vôùi ion Ag+ moät keát tuûa coù maøu ñaäm ôû gaàn ñieåm töông ñöông. a.Phöông phaùp Mohr Mohr ñeà nghò duøng ion CrO42- laøm chæ thò 2Ag+ + CrO42- → Ag2CrO4 ↓ (ñoû gaïch) 95,1110 42 − =CrOAgT Quaù trình chuaån ñoä ion halogenur X− theo phöông phaùp Mohr xaûy ra nhö sau : X− + Ag+ → AgX↓ CoVo CV Khi vöøa dö moät gioït ion Ag+ thì : CrO42- + 2Ag+ → Ag2CrO4 ↓ (ñoû gaïch) Khi thaáy hoãn hôïp chuyeån töø maøu vaøng sang maøu hôi ñoû cuûa keát tuûa Ag2CrO4 thì ngöøng chuaån ñoä. T i ạ đtđ: CoVo = CV A Precipitation Titration Dd màu vàng dd AgNO3 Kết tủa trắng AgCl trong dd màu vàng. Khi Cl- đã pư hết Kết tủa Ag2CrO4 màu đỏ gạch. Pp Mohr ñöôïc duøng ñeå ñònh löôïng Cl−, Br- nhöng khoâng duøng ñeå ñònh l ng Iượ −, SCN− vì AgI↓ vaø AgSCN↓ haáp phuï maïnh ion do ñoù seõ quan saùt thaáy söï chuyeån maøu tröôùc đtđ raát xa, pheùp chuaån ñoä maéc sai soá lôùn. P.P Moh cần tiến tiến hành trong môi trường có pH = 6,5 → 8,5 vì: * Trong môi trường axit thì nồng độ ion giảm nhiều do tham gia phản ứng: H+ + CrO42- → HCrO4- Do đó sự đổi màu xảy ra ở sau và xa đtđ(sai số lớn) * Ngược lại trong môi trường kiềm mạnh sẽ xảy ra phản ứng: 2Ag+ + 2OH- → 2AgOH↓ 2AgOH → Ag2O( đen) + H2O b. Phöông phaùp Fajans Döïa treân khaû naêng thay ñoåi maøu cuûa 1 loaïi chæ thò đaëc bieät khi haáp phuï leân beà maët keát tuûa tích ñieän(ct haáp phu)ï. Chæ thò haáp phuï laø caùc acid hoaëc baz höõu cô yeáu HInd ⇄ H+ + Ind− Hay IndOH ⇄ Ind+ + OH− * Sau ñtđ taïo heä keo döông AgCl/AgNO3 { }−−+ − 33 ])(,)[( xNONOxnnAgmAgCl Haït keát tuûa tích ñieän döông neân haáp phuï anion Ind- do ñoù haït keát tuûa coù maøu. Ch.độ Cl- bằng Ag+ với chỉ thị hấp phụ HInd Ag+ + Cl- ⇄ AgCl↓ * Trước đtđ tạo hệ keo âm: ++ − − xNaNaxnnClmAgCl ])(,)[( Hạt kết tủa âm nên không hấp phụ Ind- => dd có màu của chỉ thị tự do. Các chất chỉ thị thường dùng là: − Fluorescein : laø moät acid yeáu(Ka=10−8) neân phaûi ch.độ trong m.t kieàm ñeå chæ thò phaân ly maïnh thì môùi thaáy roõ maøu. pH mt ≤ 10 để tránh xảy ra pư 2Ag++ 2OH−→Ag2O↓ (ñen) + H2O toát nhaát laø chuaån ñoä ôû pH = 6,5 ÷10. Fluorescein dung trong chuẩn độ các ion Cl-,Br-, I-. Ở đtđ dd sẽ chuyển từ màu lục ( có ánh huỳnh quang) sang màu đỏ hồng(kết tủa hồng trong dd không màu). - Oesein; dùng để chuẩn độ các ion:Br-, I-, SCN- ở pH = 2→ 10. Ở đtđ: dd chuyển từ màu kục sang màu đỏ thẳm. C. Phöông phaùp Volhard Nguyeân taéc : Döïa vaøo phaûn öùng chuaån ñoä ion Ag+ baèng ion SCN− vôùi ion Fe3+ laøm chæ thò : Ag+ + SCN− ⇄ AgSCN ↓ (traéng) Khi ñoù dö 1 gioït SCN− thì xuaát hieän maøu ñoû maùu cuûa phöùc Fe(SCN)2+ : Fe3+ + SCN− ⇄ FeSCN2+ *Cho moät löôïng dö, chính xaùc dd AgNO3 vaøo dd X− (Cl−, Br−, I−) : Ag+ + X− → AgX ↓ chuaån ñoä Ag+ dö baèng dung dòch chuaån SCN− vôùi Fe3+ laøm chæ thò nhö treân : Ag+ + SCN− ⇄ AgSCN ↓ Ngöøng chuaån ñoä khi thaáy maøu cuûa dung dòch chuyeån sang maøu hoàng. Löu yù : Pp naøy caàn thöïc hieän trong m.t acid ñeå traùnh söï thuûy phaân cuûa ion Fe3+ ( HNO3 v i C > 0,3M)ớ − Khi xaùc ñònh I− baèng pp naøy caàn cho AgNO3 dö tröôùc ñeå keát tuûa heát I− roài môùi theâm chæ thò Fe3+ ñeå traùnh phaûn öùng : 2Fe3+ + 2I− → 2Fe2+ + I2 − Khi xaùc ñònh Cl− baèng pp naøy ôû ñieåm cuoái seõ xaûy ra p : AgClư ↓ + SCN− → AgSCN↓ + Cl−
File đính kèm:
- bai_giang_mon_hoa_phan_tich.pdf