PowerTemplate L O G O Môn Thực hành phân tích hóa lý Bài 1 Phương pháp chuẩn độ điện thế 1 2 4 3 5 I Tổng quan về phương pháp I Tổng quan về phương pháp 1 1 Nguyên tắc Phương pháp phân tích đo thế X.
Trang 1Môn: Thực hành phân tích hóa lý
Bài 1: Phương pháp chuẩn độ điện
thế
Trang 21 2 4 3 5
Trang 3I Tổng quan về phương pháp
Trang 41.1 Nguyên tắc
Phương pháp phân tích đo thế: Xác định nồng độ các ion dựa vào sự thay đổi thế điện cực khi nhúng vào dung dịch cần phân tích
Phương trình Nerst:
Trang 5I Tổng quan về phương pháp
1.1 Nguyên tắc
Phương pháp chuẩn độ điện thế: điểm tương đương được xác định bằng cách đo thế của dung dịch trong quá trình điện phân
Dựa trên hiệu điện thế đo được giữa thế của một điện cực
so với một điện cực so sánh để suy ra nồng độ của chất cần phân tích
Trang 6I Tổng quan về phương pháp
1.2 Ứng dụng của phương pháp
Trang 8I Tổng quan về phương pháp
Nhược điểm có thể khắc phục bằng cách sử dụng thiết bị chuẩn độ tự động.
Trang 9I Tổng quan về phương pháp 1.4 Mục đích, ý nghĩa thực hành
Nắm vững lý thuyết và kỹ năng thực hành
Biết cách sử dụng thiết bị
Đánh giá độ đúng và độ chính xác của phương pháp dựa
trên việc dựa trên việc phân tích mẫu thực, mẫu giả
Trang 10II Tóm tắt phương pháp
2.1 Phương pháp chuẩn độ axit-bazo ứng dụng chuẩn
độ hổn hợp acid
Điện cực chỉ thị: điện cực thủy tinh
Điện cực so sánh: điện cực calomel bão hòa, điện cực Ag/AgCl
pH tăng dần trong quá trình chuẩn độ
Đồ thị pH = f(V) phụ thuộc vào acid trung hòa
Điểm tương đương: pH thay đổi đột ngột
Chuẩn độ hổn hợp đa axit: pK cách nhau 4 đv có thể chuẩn độ từ axit
VNaOH →hàm lượng axit trong dung dịch
Đặc
điểm
Trang 11II Tóm tắt phương pháp
2.2 Phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử ứng dụng
chuẩn độ Fe2+
Điện cực chỉ thị: điện cực kim loại trơ (platin, vàng, than chì)
Điện cực so sánh: điện cực calomen
Trong môi trường axit, Fe2+ được chuẩn độ bằng KMnO4 theo phản ứng
Fe 2+ + MnO 4 - + 8H + ↔ Fe 3+ + Mn 2+ + 4H 2 O
Thế của điện cực này được biểu diễn như sau:
Trang 13II Tóm tắt phương pháp
2.3 Phương pháp chuẩn độ kết tủa ứng dụng chuẩn độ NaCl
Điện cực chỉ thị: Ag,AgCl/Cl - ; Ag, Ag2S/S 2- ; điện cực calomel bão hòa
Điện cực so sánh: điện cực calomen bão hòa
Thế của điện cực Ag khi nhúng vào dung dịch: phụ thuộc vào [X-]
Trước điểm tương đương: Nồng độ [X-] thay đổi chậm
Tại tương đương: giảm đột ngột và tiến về 0
Sau tương đương: nồng độ Ag+ tăng, thay đổi chậm
Trang 15III Dụng cụ và hóa chất
Bình định mức
Cân phân tích 01 Pipet bầu 5ml 02
Máy chuẩn độ điện
Trang 16III Dụng cụ và hóa chất
Bình định mức Đũa thủy tinh Pipet Bóp cao sư
Điện cực Ag Điện cực pH
Cá từ Becher
Máy chuẩn độ điện thế
Cân phân tích
Trang 17(pha từ ống chuẩn)
3.2 Hóa chất
Trang 18III Dụng cụ và hóa chất
3.3 Vận hành thiết bị
Máy chuẩn độ điện thế Metrohm
Trang 19IV Tiến hành thí nghiệm
Trang 20IV Tiến hành thí nghiệm
Kiểm tra nồng độ NaOH
5 ml dd gốc
H 2 C 2 O 4 0.1 N
Becher 250ml
Nhấn “start”
và theo dõi kết quả
V NaOH → pH dd Tới TĐ thì dừng
Vẽ đường cong pH- V
Trang 21IV Tiến hành thí nghiệm
Kiểm tra hiệu suất thu hồi
5 ml dd B
Becher 250ml
Nhấn “start”
và theo dõi kết quả
V NaOH → pH dd Tới TĐ thì dừng
Vẽ đường cong pH- V
Trang 22IV Tiến hành thí nghiệm
Kiểm tra mẫu thử
5 ml dd A
Becher 250ml
Nhấn “start”
và theo dõi kết quả
V NaOH → pH dd Tới TĐ thì dừng
Vẽ đường cong pH- V
Trang 23IV Tiến hành thí nghiệm
a Chuẩn bị hóa chất
- Nhận mẫu định mức tới vạch
- Pha dd hiệu chuẩn thu hồi: lấy 10ml dd Fe2+0.5N ,định mức
tới 100ml
b Thí nghiệm Hiệu chuẩn nồng độ KMnO4
Kiểm tra hiệu suất thu hồi
Kiểm tra mẫu thử
4.2 Phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử ứng dụng chuẩn độ Fe 2+
Trang 24IV Tiến hành thí nghiệm
Hiệu chuẩn nồng độ KMnO 4
Vẽ đường cong E- V KMnO4 Đường cong ∆E/∆V- V
Trang 25IV Tiến hành thí nghiệm
5ml dd B và 5ml
H 2 SO4
Becher 250ml
V KMnO4 → E Tới TĐ thì dừng
Vẽ đường cong E- V KMnO4 Đường cong ∆E/∆V- V
So sánh Etđ,
V tđ với E và
V KMnO4 trên
máy
Ghi V KMnO4 → [Fe 2+ ]
Kiểm tra hiệu suất thu hồi
Trang 26IV Tiến hành thí nghiệm
5ml dd A và 5ml
H 2 SO4
Becher 250ml
V KMnO4 → E Tới TĐ thì dừng
Vẽ đường cong E- V KMnO4 Đường cong ∆E/∆V- V
So sánh Etđ,
V tđ với E và
V KMnO4 trên
máy
Ghi V KMnO4 → [Fe 2+ ]
Kiểm tra mẫu thử
Trang 27IV Tiến hành thí nghiệm
a Chuẩn bị hóa chất
- Nhận mẫu và định mức tới vạch (dung dịch A)
- Pha dd kiểm tra hiệu suất thu hồi (dd B): lấy 10 mL dung dịch NaCl 0.5N, định mức tới 100ml
b Thí nghiệm - Kiểm tra hiệu suất thu hồi
- Kiểm tra mẫu thử
4 3 Phương pháp chuẩn độ kết tủa ứng dụng chuẩn độ NaCl
Trang 28IV Tiến hành thí nghiệm
Kiểm tra hiệu suất thu hồi
10ml dd B và
5ml HNO 3 2N
Nhấn
“start” và theo dõi kết
quả
V AgNO3 → E Tới TĐ thì dừng
Vẽ đường cong E- V Đường cong ∆E/∆V- V
Trang 29IV Tiến hành thí nghiệm
Kiểm tra mẫu thử
10ml dd A và
5ml HNO 3 2N
Nhấn
“start” và theo dõi kết
quả
V AgNO3 → E Tới TĐ thì dừng
Vẽ đường cong E- V Đường cong ∆E/∆V- V
Trang 30IV Tiến hành thí nghiệm
Chuẩn độ hổn hợp axit-bazo: sử dụng điện cực pH
Chuẩn độ Fe2+: sử dụng điện cực Pt
Chuẩn độ NaCl: sử dụng điện cực Ag
Cài đặt các thông số chuẩn độ cho máy
Lưu ý
Trang 31V Báo cáo kết quả
Trả lời câu hỏi
Trang 32a Tính giá trị pH tương đương theo lý thuyết ứng với mỗi nấc khi chuẩn độ 10ml H2C2O4 bằng NaOH 0,1 M
Trang 33Tại điểm tương đương thứ 2: VNaOH =20ml
Phản ứng: NaHC2O4 + NaOH → Na2C2O4 + H2O
Trong dung dịch lúc này là Na2C2O4 đây là muối axit yếu và bazo mạnh.
Trang 34b.Tính giá trị pH tương đương theo lý thuyết ứng với mỗi nấc khi chuẩn độ 10ml hổn hợp HCl 0,1M và CH3COOH 0,1M bằng NaOH 0,1 M?
Tại điểm tương đương thứ nhất: VNaOH =10 ml
Phản ứng: NaOH +HCl → NaCl + H2O
→ pH của dung dịch phụ thuộc vào CH3COOH (pKa=4,25)
Trang 35Tại điểm tương đương thứ hai: VNaOH = 20 ml
Phản ứng: CH3COOH +NaOH → CH3COONa + H2O
Trong dung dịch lúc này là CH3COOH đây là muối axit yếu và bazo mạnh (pKb = 14 – pKa =9,25 )
Trang 36Quá trình xác định bằng mắt
Hệ thống kiểm soát con người
Hạn chế đối với dung dịch có màu
Ngưỡng sai số lớn
Áp dụng khi hàm lượng chất lớn
Chịu ảnh hưởng môi trường xung quanh
Độ nhạy cao có thế lên tới vài ppm
Chuẩn độ được dung dịch có màu
Chuẩn độ những trường hợp không có
chất chỉ thị
An toàn
c Hãy cho biết phương pháp chuẩn độ điện thế có những
ưu điểm gì so với chuẩn độ thể tích cổ điển?
Trang 37d Nếu trong mẫu Fe2+ có chứa Cl- thì quy trình xác định Fe2+ bằng dung dịch KMnO4 có ảnh hưởng không? Hãy đưa ra biện pháp khắc phục?
Trong dung dịch có Cl- thì sẽ xảy ra phản ứng cảm ứng:
Thay thế dd KMnO4 bằng K2Cr2O7
Trang 38e Hãy cho biết tai sao phải sử dụng môi trường H2SO4 trong quy trình xác định Fe2+ bằng dung dịch KMnO4?
- KMnO4 là chất oxi hóa mạnh ở môi trường H+ bị khử bởi
Fe2+ tạo muối Mn2+
- Môi trường H+ ngăn ngừa quá trình thủy phân Fe2+
-Môi trường H+ thường được tạo bởi H2SO4 không dùng HCl
vì ion Cl- sẽ gây phản ứng cảm ứng
10Cl- + 2MnO4 - + 16H+ → 2Mn2+ +5Cl2 + 8H2O
Trang 39f Tính giá trị E tương đương theo lý thuyết khi chuẩn
độ 10ml Fe2+ 0,05 N bằng KMnO4.
Trang 40g Tính giá trị E tương đương theo lý thuyết khi chuẩn độ 10ml Cl- 0,05N AgNO3 0,05N sử dụng điện cực chỉ thị là điện cực Ag?
Tại điểm tương đương: 100% Cl- phản ứng hết tạo AgCl
Trong dung dịch lúc này có AgCl
Cân bằng trên điện cực Ag, Ag+
[Ag+] = S (độ tan của AgCl)
Trang 41h Nêu cấu tạo của điện cực loại 2? Tại sao không sử dụng điện cực calomen làm điện cực so sánh trong chuẩn độ các halogen?
Điện cực loại 2: gồm thanh kim loại nhúng trong
dung dịch muối khó tan của nó Ví dụ điện cực bạc – bạc clorua (Ag, AgCl/Cl- ), điện cực calomen (Hg, Hg2Cl2/Cl-).
Để làm điện cực so sánh thì thì điện cực phải có thể ổn định và không thay đổi Thế của điện của calomen phụ thuộc vào nồng độ ion Cl- nên không sử dụng điện cực calomen làm điện cực so sánh trong quá trình chuẩn độ halogen
Trang 42Tài liệu tham khảo 1.“Giáo trình thực hành phân tích hóa lý”, ĐH Công Nghiệp