Giáo trình hóa phân tích trường cao đẳng công nghệ y dược

Hệ Cao Đẳng GIÁO TRÌNH HÓA PHÂN TÍCH (Analytical chemistry) Đà Nẵng 2022 Trang 2 Trang 3 LỜI NÓI ĐẦU Hoá Phân tích là môn học cơ sở, nhằm cung cấp cho sinh viên của Trường Cao đẳng Công Nghệ Y Dược Vi.

Hệ Cao Đẳng

GIÁO TRÌNH

-

HÓA PHÂN TÍCH (Analytical chemistry)

Đà Nẵng

2022

LỜI NÓI ĐẦU

Hoá Phân tích là môn học cơ sở, nhằm cung cấp cho sinh viên của Trường

Cao đẳng Công Nghệ Y Dược Việt Nam một phần kiến thức cơ sở trước khi học

các môn chuyên ngành với mục tiêu:

- Trình bày được một số vấn đề chọn lọc cơ bản của Hoá Phân tích

- Một số phương pháp chuẩn độ được sử dụng nhiều trong ngành Dược

Giáo trình Hoá Phân tích gồm 8 bài, trong mỗi bài đều có:

- Mục tiêu bài học

- Nội dung

- Câu hỏi lượng giá

Giáo trình Hoá Phân tích được biên soạn trong điều kiện có hạn về thời gian,

mặc dù sau các khoá học đã được các thầy, cô giáo và các bạn sinh viên tham gia

nhiều ý kiến; chúng tôi đã chỉnh sửa, bổ sung, nhưng chẳc vẫn không tránh khỏi

những thiếu sót Chúng tôi mong các bạn đồng nghiệp và các bạn sinh viên tiếp

tục tham gia ý kiến để chúng tôi tiếp tục sửa chữa, bổ sung cho cuốn giáo trình

hoàn thiện hơn

Chúng tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu trường Cao đẳng Công Nghệ

Y Dược Việt Nam đã tạo điều kiện; cảm ơn các thầy, cô giáo và các bạn sinh viên

đã đóng góp nhiều ý kiến để chúng tôi hoàn thành cuốn giáo trình này!

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2022

Nhóm tác giả

Mục lục

Bài 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ HOÁ PHÂN TÍCH 5

Bài 2 : CÁC CÁCH BIỂU DIỄN NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH 11

Bài 3: PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG (PHƯƠNG PHÁP CÂN) 19

Bài 4: ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ 29

Bài 5: CHUẨN ĐỘ ACID - BASE 41

Bài 6 : CHUẨN ĐỘ TẠO PHỨC 69

Bài 7: CHUẨN ĐỘ OXY HOÁ - KHỬ 102

Bài 8: CHUẨN ĐỘ KẾT TỦA 120

Bài 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ HOÁ PHÂN TÍCH

MỤC TIÊU BÀI HỌC

1 Trình bày được mục tiêu quan trọng của môn học

2 Trình bày được các phương pháp phân tích và nguyên tắc của các phương pháp đủ

3 Trình bày được nguyên tắc chung của các phương pháp hoá học dùng trong định lượng

NỘI DUNG CHÍNH

1 ĐỐI TƯỢNG CỦA MÔN HỌC

Hoá phân tích là một môn khoa học chuyên nghiên cứu về các phương pháp, cách tiến hành đổ xác định thành phần định tính, định lượng và cấu trúc của các chất Hoá học phân tích chủ yểu dựa vào các phương pháp hoá học, tuy nhiên, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật ngày nay, ngoài các phương pháp hoá học, còn

sứ dụng các phương pháp vật lý, sinh học và cả toán học để xác định định tính, định lượng các chât Trong tài liệu này, Hoá học phân tích được gọi tắt là Hoá phân tích (HPT)

Hoá phân tích gồm 3 nội dung chính: cơ sở lý thuyết, dụng cụ đo lường và ứng dụng

Cơ sở lý thuyết của Hoá phân tích là vật lý, hoá học, sinh học, toán học (toán thống kê dùng để xây dựng kế hoạch thực nghiệm nhằm tối ưu hoá, tính sai số của phép phân tích )

Dụng cụ đo lường: Các phương pháp, các dụng cụ đo lường dùng trong Hoá phân tích giúp tăng cường kỹ năng của môn học, kỹ năng của người làm phân tích Ứng dụng: Nghiên cứu ứng dụng rộng rãi của Hoá phân tích vào nhiều lĩnh vực khác nhau trong cuộc sống

Hoá phân tích được ứng dụng và có vị trí rất quan trọng trong nhiều lĩnh vực khoa học và đời sống như: hoá học, sinh học, địa chất, nông nghiệp, thực phẩm, đặc biệt là trong ngành Dược

Trong lĩnh vực khoa học ứng dụng: Xác định các công thức phần tư, thành phần định tính, định lượng trong hữu cơ; xác định thành phần và cơ chế hoạt động cua

enzym trong nghiên cứu sinh học

Trong lĩnh vực kinh tế: Kiểm tra, đánh giá chất lượng sản phẩm trong các quy trình sản xuất, đánh giá độ an toàn của nông phẩm, thực phẩm nhập khẩu thông qua xác định hàm lượng các chất độc hại có trong sản phẩm, thực phẩm nhập khẩu

Trong lĩnh vực y dược: Nghiên cứu cấu tạo hàm lượng các chất trong dược liệu, bào chế các dạng thuốc mới, kiểm nghiệm chất lượng dược phẩm trong quá trình sản xuất, phân phối và bảo quản sử dụng thuốc, nghiên cứu dược động học; phục

vụ cho điều trị, xét nghiệm trong y học (xét nghiệm máu, xét nghiệm tiểu đường )

Trong lĩnh vực môi trường: Nghiên cứu đánh giá tác động của các yếu tố độc hại ảnh hưởng đến môi trường thông qua xác định thành phần và hàm lượng của các chất dộc hại trong môi trường nước, đất, khí quyển

Trong chương trình đào tạo Dược cao đẳng, Hoá phân tích vừa là môn học cơ sớ, vừa là môn học nghiệp vụ Người học được trang bị tốt các kiến thức về lý thuyết

và thực hành cùa hoá học phân tích sẽ làm tốt các lĩnh vực: kiểm nghiệm thuốc, nghiên cứu nguyên liệu làm thuốc, bào chế các dạng thuốc mới, xác định các hoạt chất trong nguyên liệu, dược liệu, xác định chất độc, làm các xét nghiệm sinh hoá,

2 PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

Các phương pháp phân tích có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, trong đó 3 cách phân loại dưới đây dược áp dụng nhiều nhất:

Dựa vào bản chất của phương pháp

Tuỳ thuộc vào bản chât của phương pháp, có thể chia các phương pháp thành hai nhóm chính:

2.1.1 Các phương pháp hoá học

Dựa vào mối quan hệ giữa tính chất hoá học và thành phần hoá học của chất cần phân tích, có thể coi phương pháp hoá học gồm hai nhóm phương pháp sau: Phân tích hoá học định tính

Nguyên tắc của phương pháp này là chuyển chất chưa biết thảnh chất đã biết (biết

rõ thành phân, công thức cấu tạo ) bằng cách cho chất cần phân tích tác dụng với các thuốc thử (thuốc thử là hoá chất đã biết rõ thành phần, công thức cấu tạo, tính chất hoá học, nồng độ) Dựa vào những dấu hiệu đặc trưng như: dạng kết tủa, sự tạo màu, phát quang, khi thực hiện phàn ứng của thuốc thử với các chất cần phân tích Từ đó xác định được thành phấn cấu tạo của các chất cần phân tích Đối tượng của hoá học phân tích định tính là nghiên cứu các kỹ thuật, thuốc thử, các phương pháp để xác định định tính các cation, các anion trong dung dịch muối

vô cơ đơn giản, hiện nay đã có quy trình phân tích thông qua việc phân nhóm các cation và anion

Phân tích hoá học định tính được chia thành hai phương pháp: phương pháp khô

và phương pháp dung dịch

Phương pháp khô: Chất cần phân tích và thuốc thử được dùng đều ở thể rắn Phương pháp này khó thực hiện và độ chính xác không cao nên được ít dùng Phương pháp dung dịch: Chất cần phân tích và thuốc thử đều ở dạng lỏng Phản ứng giữa chất cần phân tích và thuốc thử thực chất là phản ứng giữa các ion Phương pháp này hay dùng vì tiến hành nhanh, thuận lợi, không cần thiết bị đo lường phức tạp, dắt tiền

Các phương pháp hoá học dùng cho định tính thường đơn giản, không cần đến thiết bị đo lường, dễ triển khai, chi phí thấp Nhược điểm là phải tách chiết, chuyển chất cần phân tích sang dạng dung dịch mất nhiều thời gian, độ tin cậy không cao

Để khắc phục những nhược điểm này, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, hiện nay người ta thường dùng các phương pháp phổ để định tính mẫu thử như: quang phổ UV - VIS, IR, NMR và MS để định tính chất cần phân tích Các phương pháp này cho kết quả nhanh, chính xác, độ tin cậy cao

b) Phân tích hoá học định lượng

Nguyên tắc của phương pháp này là dựa vào bản chất của các phản ứng hoá học, các định luật bảo toàn khối lượng, định luật thành phần không đổi, để xác định hàm lượng của nguyên tố hoặc nhóm nguyên tổ trong chất cần phân tích Có thể phân loại thành hai phương pháp sau:

Phương pháp phân tích khối lượng: Dựa vào khối lượng của một chất (đã biết

thành phần hoá học) tạo thành sau phản ứng hoá học hay bằng phương pháp vật

lý, tính lượng chất cần định lượng trong mẫu thử theo khối lượng chất tạo thành Phương pháp phân tích khối lượng gồm hai phương pháp: phương pháp kết tủa

và phương pháp bay hơi

Phương pháp phân tích thể tích bao gồm hai phương pháp:

+ Phương pháp chuẩn độ: Dựa vào thuốc thử (đã biết chính xác thành phần hoá học, nồng độ) dùng phản ứng vừa đù với một thê tích chính xác dung dịch chât cân định lượng, từ đó tính ra dược nông độ cúa dung dịch chất cẩn định lượng Tuỳ thuộc vào bản chất của phản ứng xảy ra trong quá trình chuẩn độ, người ta chia nhỏ ra làm các phương pháp: phương pháp acid - base phương pháp chuẩn

độ kết tủa, phương pháp chuẩn độ tạo phức, phương pháp chuẩn độ oxy hoá – khử

+ Phương pháp thể tích khí: Dựa vào việc đo thể tích khí tạo thành (như CO2 phóng ra từ muối carbonat) hoặc giảm thế tích của hồn hợp khí do một phần đã bị hấp thụ (như CO2 bị hấp thụ vào dung dịch KOH)

Các phương pháp vật lý và hoá lý

Nguyên tắc của các phương pháp này là dựa vào mối quan hệ giữa thành phần hoá học và các tính chất vật lý hoặc hoá lý cùa các chất Các phương pháp này được chia thành ba nhóm: các phương pháp quang học, các phương pháp tách phân tích

và các phương pháp điện hoá

Các phương pháp quang học: Dựa vào tính chất vật lý như độ khúc xạ, độ dẫn điện, năng suất quay cực, sự hấp thụ, bức xạ hoặc phát xạ của nguyên tử, phân tứ

Các phương pháp tách phân tích: Bao gồm các phương pháp sắc ký (sắc ký khí, sắc ký lỏng, sắc ký lớp mỏng), các phương pháp điện di, thẩm tích

Các phương pháp điện hoá: phương pháp cực phổ, đo thế

Ưu điểm cùa các phương pháp này là độ tin cậy và giới hạn phát hiện cao, thời gian phân tích nhanh, nhiều phương pháp dùng cho cả phân tích định tính và định lượng Các phương pháp vật lý hiện đại thường kết hợp với công nghệ điện tử, tin học đe đo lường và xử lý sổ liệu cho kết quà phân tích nhanh và chính xác hơn

Vì vậy các phương pháp này ngày càng được ứng dụng rộng rãi Các phương pháp này còn có tên gọi khác là các phương pháp dụng cụ

Dựa vào lượng mẫu phân tích

Căn cứ vào khối lượng mẫu dùng để phân tích, người ta còn chia các phương pháp phân tích thành các nhóm sau:

Phân tích thô: lượng mẫu thừ > 0,lg trở lên

Phân tích bán vi: lượng mẫu thử từ 10-2 đến 10-lg

Phân tích vi lượng: lượng mẫu thử 10-3 đến 10-2g

Phân tích dưới vi lượng: lượng mẫu thử 10-4 đến 10-3 g

Phân tích siêu vi lượng: lượng mẫu thử < 0,1-4 g

Dựa vào việc sử dụng chất chuẩn

Tuỳ vào chất chuẩn được sử dụng trong phân tích, người ta chia thành hai nhóm sau:

- Phương pháp tuyệt đối: Dựa vào quy luật chi phối các thông số vật lý và hoá học cùng như số liệu đầu vào và đâu ra của quá trình phân tích

- Phương pháp tương đối: Các phương pháp này không cần tính toán mà chi so sánh tín hiệu đo lường cúa mẫu phân tích và cùa dãy dung dịch chất chuẩn có nông độ dã biêt Thông qua hàm đáp ứng thường là tuyến tính để nội suy kết quá Các phương pháp này cần sử dụng chất chuẩn của chất phân tích

3 NGUYÊN TẮC CHUNG CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP HOÁ HỌC DÙNG TRONG PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

Trong phạm vi chương trình, do phân tích định tính bằng các phương pháp hoá học mất nhiều thời gian, độ chính xác, độ tin cậy không cao, nên chủ yếu nghiên cứu vô phân tích định lượng hoá học

Nguyên tắc chung cứa các phương pháp hoá học dùng trong định lượng là dựa vào các phàn ứng hoá học, các định luật hoá học và lợi dụng các hiện tượng xảy

ra trong quá trình phàn ứng (như tạo tủa, tạo màu, phát quang, ) để xác định hàm lượng các nguyên tố hoặc nhóm nguyên tố cần phân tích

Phương trình tổng quát của các phản ứng hoá học được viết như sau:

A + B = C + D

Trong đó: A, B: chất tham gia phán ứng;

Trình bày đổi tượng của Hoá học phân tích

Nêu các cách phân loại các phương pháp dùng trong Hoá học phân tích

Trình bày nguyên tắc chung dùng trong Hoá học phân tích định lượng

Bài 2 : CÁC CÁCH BIỂU DIỄN NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH

Nồng độ phần trăm được chia làm ba loại:

1.1.1 Nồng độ phẩn trăm khối lượng so với khối lượng: C% (kl/kl)

Định nghĩa: Nồng độ phần trăm khối lượng/khối lượng là số gam chất tan có trong

d: khối lượng riêng của dung dịch (g/ml)

Ví dụ: Dung dịch acid acetic 10%: Có l0 gam acid acetic trong 100 gam dung dịch này

1.1.2 Nồng độ phần trăm khối lượng/thể tích:C% (kl/kl)

Định nghĩa: Nồng độ phần trăm khối lượng/thể tích là số gam chất tan có trom l00ml dung dịch

Trong đó: C% (kl/tt): nồng dộ phần trăm khối lượng/thể tích;

Trong đó: CM: nông độ mol (mol/1);

n: số mol chất tan (mol), được tính bằng cách lấy số gam (m) chia cho

khối lượng mol (M) của chất đó: n =

m ct

Nồng độ đương lượng (CN)

1 Mol đương lượng (đương lượng gam): E

Định nghĩa: Đương lượng gam của một chất là khối lượng tính ra gam của chất

đó phản ứng vừa đủ với một đương lượng gam hydro hay với một đương lượng gam của một chất bất kỳ nào khác (ký hiệu là E)

Trong đó: M: khối lượng mol;

n: là số nguyên; tuỳ theo bản chất của chất tham gia phản ứng và bản chất của phản ứng mà n có giá trị khác nhau

+ Trong phán ứng trao đổi:

Đối với acid thì n là số nguyên tử hydro tham gia phản ứng cùa một phân tử acid

đó

Đối với base thì n là số nhóm OH- tham gia phản ứng cúa một phân tử base đó Đối với muối thì n là tổng hoá trị của các nguyên tử kim loại tham gia phản ứng của một phân tử muối đó

+ Trong phản ứng oxy hoá - khử:

Đối với chất oxy hoá - khử thì n là số electron (e) thu hay mất của một phân tử chất oxy hoá hay một phân tử chất khử khi tham gia phản ứng

Phần tỷ (ppb): Một phần cấu tử trong một tỷ phần tử của hỗn hợp

Phần nghìn tỷ (ppT): Một phần cấu tử trong một nghìn tỷ phần tử của hỗn hợp:

ppT = 10-3ppb = 10-6ppm Đối với dung dịch có nồng độ ion nhỏ người ta có thể dùng hàm p

pX = -lgX Nồng độ molan: Cho biết số mol chất tan có trong l000g dung môi

2 CÁC BÀI TOÁN VỀ NỒNG ĐỘ

Bài toán về chuyển nồng độ

Bài 1: Cho dung dịch HC1 37,23%, d = 1,19 Hãy biểu thị nồng độ cùa dung dịch này theo C%(kl/tt), Cn, Cm, T

4430 , 0

= 0,4430 (g/ml)

Bài toán về pha dung dịch

Bài 2: Tính số gam NaOH cần lấy đề pha được l00ml dung dịch NaOH 0,1N

C N  

=

1000

100 40 1 ,

=17

C N  Thav số vào ta có khỏi lượng NMj cần lây là:

m =

1000

V E

C N  

=

1000

1000 17

 d

kl kl

C

m ct

= 100 138 , 2ml

9000 , 0 33 , 27

Bài 4: Pha chế dung dịch từ lượng muối rắn tinh thể: Hãy pha 2 lít dung dịch acid oxalic 0,1N từ acid tinh khiết H2C2O4.2H2O

C N  

=

1000

2000 63

1 ,

0  

= 12,6 (g)

Vậy ta cân chính xác 12,6 gam acid tinh khiết, hoà tan hoàn toàn vào nước rồi chuyên toàn bộ lượng dung dịch này sang bình định mức 2 lít (tráng cốc hoà tan acid 3 lân, mồi lần l0 ml nước cất, đô hết vào bình định mức 2 lít) Cuối cùng thêm nước đến vạch mức, lắc đều

Bài 5: Trộn 500ml dung dịch HNO3 30% với 500ml dung dịch HNO3 10% thu được dung dịch HNO3 bao nhiêu % (cho d1= l,2g/ml; d2 = l,05g/ml)

5 , 46

= 20,7%

LƯỢNG GIÁ

Trình bàv khái niệm, công thức biếu diễn nồng độ C%(kl/kl), C%(kl/tt),

C%(tt/tt)

Trình bày khái niệm, công thức biểu diễn nồng độ: Cn, Cm, T

Tính nồng độ dương lượng của các dung dịch sau, rồi biêu diễn nồng độ các dung dịch đó dưới dạng nồng độ Cm, T:

Hoà tan 1,29 mol acid sulfuric thành 500 ml dung dịch dùng cho phản ứng sau:

H2SO4 + 2NaOH →Na2SO4 + H20

Hoà tan 0,827 mol Bari hydroxide thành 250ml dung dịch dùng cho phản ứng sau: Ba(OH)2 + 2HCl → BaCl2 + 2H2O

4 Trình bày cách pha các dung dịch sau:

500ml dung dịch KOH 0,1N từ KOH tinh khiết

250ml dung dịch NaCl 0,15M từ NaCl tinh khiết

100ml dung dịch glucose 2M từ hoá chất tinh khiết

5 Tính nồng độ mol cúa glucose trong máu trước và sau bữa ăn, biết nồng độ tính theo mg/ml tương ứng là 80 và 120

Bài 3: PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG (PHƯƠNG PHÁP CÂN)

Phương pháp phân tích khối lượng là phương pháp định lượng hoá học Dựa vào việc đo chính xác bằng cách cân khổi lượng của mẫu, khối lượng của sản phẩm ớ dạng tinh khiết chứa thành phần của chất cần phân tích tách ra từ mẫu phân tích bằng phản ứng hoá học hoặc sau khi được xử lý bằng phương pháp vật lý

Ví dụ: Để định lượng vàng trong hợp kim, người ta lấy một mẫu đại diện cho hợp kim đó, đem hoà tan mẫu này trong một lượng thích hợp nước cường toan (3HCl + 1HNO3) đặc để chuyển hoàn toàn mẫu thành dung dịch Đem chế hoá dung dịch

đó bằng những thuốc thử thích hợp, rồi khử chọn lọc và định lượng vàng (III) thành vàng kim loại (Au) Đem lọc, rửa kết tủa Au đó rồi sấy và nung đến khối lượng không đổi Cuối cùng cân lượng Au đó trên cân phân tích để xác định khối lượng của nó Từ khối lượng này, xác định hàm lượng vàng trong hợp kim

Để xác định Mg, người ta tiến hành như sau: Hoà tan mẫu phân tích trong dung môi thích hợp để chuyển toàn bộ lượng Mg vào dung dịch dưới dạng ion Mg2+ Chế hoá dung dịch bằng thuốc thử thích hợp đề kết tủa hoàn toàn và chọn lọc ion

Mg2+ dưới dạng hợp chất khó tan MgNH4PO4 Lọc, rửa kết tủạ và sấy nó ở nhiệt

độ thích hợp để chuyển hoàn toàn thành hợp chất Mg2P2O7 Cuối cùng cân để xác định khôi lượng của nó Dựa vào công thức của kết tủa và khối lượng vừa cân sẽ tính được hàm lượng của Mg trong mẫu phân tích Trong ví dụ này, hợp chất MgNH4PO4 được kết tủa để tính định lượng Mg được gọi là dạng kết tủa, còn

Mg2P2O7, hợp chất được tạo thành sau khi nung dạng kết tủa và đem cân đo xác định hàm lượng cua Mg dược gọi là dạng cân Phương pháp phân tích khối lượng

Mg như trên được gọi là phương pháp kết tủa Phương pháp kết tủa là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất trong phàn tích khối lượng

Để xác định CO2 trong quặng carbonat người ta phân huỷ mẫu CaCO3 bằng acid trong một dụng cụ riêng:

CaCO3 + 2H+ → Ca2+ +CO2  + H2O Toàn bộ lượng khí CO2 giải phóng ra được hấp thụ hết vào một bình riêng chứa CaO và NaOH Lượng CO2 đó được xác định theo độ tăng khối lượng của bình đựng hỗn hợp hấp thụ

Để xác định số người ta kết tủa nó dưới dạng BaSO4 (dạng kết tủa), lọc rửa, sấy, nung, cân kết tủa (dạng cân), ta tính được hàm lượng S 2−

4

0 trong dung dịch nào đó

PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG

Do mục đích, cách tiến hành phân tích khác nhau, nên các phương pháp phân tích khối lượng được chia thành các loại sau:

Phương pháp kết tủa khối lượng

Nguyên tắc

Dùng thuốc thử tạo kết tủa hoàn toàn với chất cần xác định, thu được kết tủa tối

đa (dạng tủa) Tách kết tủa ra khỏi đung dịch, rửa, sấy (hoặc nung) đến khối lượng không đổi (dạng cân) Từ khối lượng này tính ra hàm lượng chất cần xác định

Ví dụ: Xác định hàm lượng FeCl3 trong hỗn hợp bàng thuốc thử NaOH dư: FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3  + 3NaCl (dạng kết tủa)

Sau đó đem lọc lấy kết tủa, rửa sạch, đem nung đến khối lượng không đổi:

2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O (dạng cân)

Từ khối lượng Fe2O3 tính ra được hàm lượng FeCl3 cần phân tích

b: khối lượng tua sau khi nung (g); a: khối lượng mẫu ban đầu (g);

F: hệ số chuyển (thừa số chuyển)

Trong phân tích khối lượng, để thuận lợi cho việc tính toán kết quả, người ta thường sử dụng hệ số chuyển F (còn gọi là thừa số chuyển F). Đó là tỷ số giữa khối lượng mol phân tử của chất cần xác định (nhân với hệ số tương ứng) và khối lượng mol ở dạng cân

Thông thường dạng cân không phải là dạng cần xác định hàm lượng, vì vậy, từ khối lượng của dạng cân, tính khối lượng của chất cần xác định hàm lượng Do

đó, để tiện cho việc tính kết quả phân tích, người ta đưa ra khái niệm hệ số chuyển

Đó là đại lượng mà ta cần phải nhân khối lượng của dạng cân với nó để được khối lượng của dạng xác dịnh, thông thường hệ số chuyển là tỷ số cùa khối lượng, một, hai hoặc nhiều nguyên tửhoặc phân tử của dạng cần xác định và khối lượng phân

tử của dạng cân Nói cách khác hệ số chuyển chỉ ra có bao nhiêu gam nguyên tố (chất) cần định phân trong 1 gam dạng cân Trong trường hợp cần xác định Si thì

hệ số chuyển từ SiO2 (dạng cân) thành Si dạng cần xác định là:

2

O

Fe

M M



= 160

KMg =

4 2 2

2

O P Mg

Mg

= 0,2185

KMgO =

4 2 2

2

O P Mg

MgO

= 0,3622

KMgCO3 =

4 2 2 3 2

O P Mg

MgCO

= 0,7576

Phương pháp bay hơi

Phương pháp bay hơi được dùng để phân tích chất dễ bay hơi theo nguyên tắc sau: Nguyên tắc: Mẫu phân tích được xử lý bằng nhiệt độ hay thuốc thử thích hợp để cho chất cần phân tích bay hơi rồi xác định hàm lượng của nó dựa vào độ tăng khối lượng bình dựng chất hấp thụ hay độ giảm khối lượng của bình sau khi chưng cất

Phương pháp bay hơi có hai loại:

2.2.2 Phương pháp bay hơi bằng nhiệt

Nguyên tắc

Dùng nhiệt độ thích hợp để làm bay hơi hoàn toàn chất cần xác định Từ khối lượng của mẫu trước và sau khi sấy tính được lượng chất bay hơi Phương pháp này được sử dụng để xác định độ âm của dược liệu, hoá chất và nước kết tinh

Cách tính kết quả: Áp dụng công thức tính

C = −  100

b

b a

Trong đó: C: hàm lượng chất bay hơi %;

a: khối lượng mẫu thử (g);

m1 : khối lượng của bình trước khi hấp thụ (g);

m2: khối lượng của bình sau khi hấp thụ (g)

CÁC THAO TÁC CƠ BẢN VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG

Quá trình phân tích định lượng băng phương pháp kết tủa phải thực hiện các thao tác sau

Chọn và cân mẫu

Kết quả của phương pháp phân tích khỏi lượng phụ thuộc vào việc chọn và cân mẫu Lay mầu phái tiến hành theo quy định của Dược điển Việt Nam (DDVN) Cân mẫu bằng cân kỹ thuật, sau đó cân chính xác bằng cần phân tích hoặc cân diện tứ

Hoà tan mẫu

Nếu mẫu phân tích ờ dạng dung dịch, không cần giai đoạn này Nhưng nếu mẫu phân tích là mẫu rắn thì phải tiến hành hoà tan mẫu, từ đó lựa chọn được thuốc thử thích hợp để kết tủa hoàn toàn chất cần phân tích

Có nhiều yếu tổ ảnh hướng đốn quá trình hoà tan mẫu như: thành phần cấu tạo của mẫu cần hoà tan, dung môi (nước, dung, dịch acid, dung dịch kiềm, ), nhiệt độ, Tuỳ vào bản chất của mẫu cần phân tích mà chọn các diều kiện thích hợp để

có thể hoà tan mẫu, tránh đưa các hoá chất gây ảnh hưởng đến quá trình kết tủa sau này

Kết tủa

Dùng thuốc thử kết tủa nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử trong mẫu cần phân tích

Để thực hiện quá trình kết tủa có hiệu suất cao, ít có các yếu tố gây ảnh hưởng đến quá trình phân tích càn chú ý đến các điều kiện sau:

1 Các yêu cầu đối vói dạng tủa và dạng cân

a) Với dạng tủa

Tủa phải có độ tan nhỏ

Tủa phải dễ lọc, dễ rửa

Tủa phải chuyển sang dạng cân một cách dễ dàng và hoàn toàn

3.3.2 Các yêu cầu đối với thuốc thử

Thuốc thử phải tạo được các kết tủa đáp ứng được các yêu cầu của dạng tủa, dạng cân

Thuốc thử phải có tính chọn lọc cao và dư

Thuốc thử phải dễ loại bỏ khi lọc rửa

3.3.3 Điều kiện kết tủa

Tủa tinh thể được tạo thành qua 2 giai đoạn: hình thành các mầm tinh thể và sự lớn lên của mầm Do đó khi cho thuốc thử tạo tủa với chất cần phân tích, tủa tạo thành ở dạng tinh thể thì phải tiến hành ở các điều kiện sao cho giai đoạn hình thành các mầm tinh thể xảy ra chậm, còn tăng cường giai đoạn mầm lớn lên bằng cách:

+ Kết tuả trong điều kiện dung dịch loãng, nóng,

+ Cho thuốc thử vào dung dịch từ từ và khuấy đều

+ Khi cần thiết, lúc đầu có thể cho thêm một chất vào dung dịch để tăng độ tan của tủa, sau đỏ cho thuốc thử tương ứng để làm giảm độ tan của tủa

+ Làm muồi tủa bằng cách để tủa tiếp xúc lâu với dung dịch Khi đó tủa bé sẽ tan, tủa lớn sẽ to lên

Tủa vô định hình được tạo thành do sự đông tụ các dung dịch keo Do đó khi cho thuốc thứ tạo tủa với chất cần phân tích, tủa tạo thành ở dạng vô định hình thì cần phải tạo điều kiện thuận lợi cho keo đông tụ và ngăn cản quá trình peptit hoá bằng cách:

+ Trong dung dịch phái có mặt của chất điện ly mạnh

+ Đun nóng dung dịch

+ Kết tủa từ dung dịch đặc, tủa sẽ ít xốp và lắng nhanh hơn, nhưng sự hấp phụ

chất ban đầu cũng nhiều hơn Để khắc phục, trước khi lọc, cho thêm nước nóng vào khuấy mạnh để giải hấp phụ chất bẩn

+ Lọc ngay không làm muồi tủa để tránh hấp phụ

Lọc và rửa tủa

Dùng phễu thuỷ tinh hay phễu xốp để lọc tủa Tuỳ dạng tủa, kích cỡ tủa mà chọn giấy lọc cho quá trình lọc (giấy lọc không tro, giấy lọc băng xanh, băng trắng, băng vàng, băng đỏ, )

Dịch dùng đế rửa tủa phải có tính chất làm giảm độ tan của tủa, không tạo ra quá trình thuỷ phân, dễ loại bỏ khi sấy hoặc nung (dịch rửa có thể là chính thuốc thử kết tủa, dung dịch loãng của chất điện ly, nước cất, ) Với một thể tích dịch rửa tối đa cho phép thì rửa làm nhiều lần sẽ tốt hơn ít lần

3.5 Sấy và nung tủa

Tủa sau khi rửa được sấy từ từ cho khô, sau đó chuyển vào chén nung tủa ở nhiệt

độ thích hợp đến khối lượng không đổi

3.6 Cân và tính kết quả

Tủa sau khi sấy được cho vào bình hút ấm khoảng 20 phút để đưa về nhiệt độ phòng Dùng cân phân tích hoặc cân điện tử và cân tủa làm nhiều lần rồi lấy giá trị trung bình Tuy theo cách lựa chọn để tiến hành một phép định lượng cụ thể

4.1.2 Điều kiện tiến hành

Tủa AgCl không bền, dưới tác dụng của ánh sáng bị phân huỷ thành Ag (lúc đầu tủa hoá tím, sau đen dần) Do vậy khi thực hiện thao tác kết tủa cần tránh cho tủa

tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng bằng cách bọc cốc đựng tủa bằng tờ giấy đen Khi thực hiện thao tác sấy, không để nhiệt độ cao quá 130°C để tránh AgCl bị phân huỷ và mất clo

4.1.3 Kỹ thuật tiến hành

Dùng pipet lấy chính xác một thể tích dung dịch mẫu sao cho lượng Cl- khoảng 15g cho vào cốc 250ml, thêm nước cất đến khoảng 70ml, thêm tiếp 15ml HNO32N Đặt cốc vào nồi cách thuỷ Dùng đũa thuý tinh vừa khuấy vừa cho từ từ khoảng 50ml AgNO3 0,1N (dư khoảng 10% so với lượng Cl-) Đun cách thuỷ tiếp

1 giờ Sau đó để yên ở chỗ tối từ 3 - 5 giờ Lấy ra thử xem kết tủa hoàn toàn chưa bằng cách nhỏ lml AgNO3 0,1N vào dung dịch trong nằm phía bên trên tủa Nếu không có tủa thêm là tủa đã hoàn toàn (Nếu tủa chưa hoàn toàn phải làm động tác kết tủa thêm)

Lấy phễu lọc xốp số 3 hay 4 rửa bằng dung dịch HNO3 loãng, nóng (2-3ml HNO32N/100ml), sau đó rửa lại bằng nước cất nóng và đem sấy tủa thu được ở 130°C đến khối lượng không đổi Lập công thức và tính kết quá

4.2 Định lượng thuốc tiêm vitamin B 1

Rửa tủa với 50ml hồn hợp đang sôi gồm HCI và silico Wolframic 0,2% (m/V) theo tỷ lộ 1/19 tương ứng Sau đó rửa tiếp 2 lần bằng aceton (mỗi lần 5ml)

Sấy khô tủa ở 100°C : 105°C trong 1 giờ, để nguội 10 phút trong bình hút ấm (chứa dung dịch H2SO4 38% (m/V)) trong 2 giờ rồi cân Lặp lại thao tác này đến khi khối lượng không đổi

Lặp công thức, tính toán kết quả (thừa số chuyển F = 0,1929)

Trình bày ngắn ngọn các thao tác cơ bản trong phân tích khối lượng

Trá lời ngắn các câu từ 1 đến 6 bằng cách điền từ, cụm từ, công thức hoá học thích hợp vào chỗ trống ( )

4.1 Hai phương pháp dùng trong phân tích khối lượng là:

A B

4.2 Hai loại phương pháp bay hơi là:

A B

4.3 Trình tự sáu thao tác chung trong phân tích khối lượng là:

A B Hoà tan mẫu

P là hàm lượng (%) của chất cần xác dịnh, a là khối lượng mẫu thử, b là khối lượng tủa (A), F là (B)

4.5 Trong công thức tính hàm lượng chất bay hơi:

C = 2 − 1  100

a

m m

C là hàm lượng chất bay hơi, m1 là khối lượng bình (A) hấp thụ, còn m2 là khối lượng bình (B) hấp thụ

Khối lượng của hoá chất trước và sau khi say là l,5738 g và l,4779g; thì độ ẩm của hoá chất là: C = (%)

Phân biệt đúng - sai các câu sau bằng cách khoanh tròn vào chữ Đ cho câu đúng, chữ S cho câu sai

5 Trong phương pháp bay hơi bằng nhiệt, người ta tính hàm lượng chất bay hơi

Trong phương pháp bay hơi bằng nhiệt, dựa vào khối lượng mẫu thử trước và sau khi sấy đến khối lượng không đổi, tính được hàm lượng chất bay hơi trong mẫu thử Đ - S

Phương pháp bay hơi dùng, để xác định các chất dễ bay hơi Đ -S Khối lượng mẫu thử trước và sau khi sấy đến khối lượng không đổi là l,5738g và l,4779g thì độ ẩm của chất cần xác định là 5,95% Đ - S

6. Chọn đáp án đúng nhất trong các câu sau bằng cách khoanh tròn vào chữ cái đầu đáp án mà bạn chọn

6.1 Để xác định độ ẩm cua Natri clorid được dụng, người ta dùng:

A Phương pháp bay hơi B Phương pháp phân tích khối lượng,

C Phương pháp hoá học D Phương pháp bay hơi bằng nhiệt,

E Phương pháp kết túa

6.2 Xác định hàm lượng Na2SO4 trong Natri sulfat dược dụng, người ta dùng:

A Phương pháp phân tích khối lượng

B Phương pháp hoá học

C Phương pháp bay hơi bằng nhiệt

D Phương pháp kết tủa khối lưọng

E Phương pháp bay hơi bằng thuốc thử

Bài 4: ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ

Trình bày cách pha dung dịch chuẩn độ

Giải được một sỏ bài toán hơá học liên quan đôn pha dung dịch chuẩn độ

NỘI DUNG CHÍNH NGUYÊN TẮC CỦA PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ

TronG nhiều trường hợp, để giải quyết nhiệm vụ phân tích, phương pháp phân tích khối lượng là phương pháp tốt nhất Tuy vậy, thời gian thực hiện phép phân tích khối lượng thường là quá dài nên nhiều khi không đáp ứng nhu cầu của sản xuất công nghiệp Đó là lý do ra đời của phương pháp phân tích thể tích

Phương pháp định lượng dựa trên phép đo thể tích được gọi là phương pháp phân tích thể tích hay chuẩn độ Phương pháp chuẩn độ được sử dụng rộng rãi hơn phương pháp khối lượng vì phương pháp này nhanh hơn, thuận tiện hơn mà độ nhạy lại không thua kém

l.l Các khái niệm cơ bản trong phương pháp chuẩn độ

Chuẩn độ là quá trình đo thể tích dung dịch chuẩn độ dùng để tác dụng vừa đủ với một thể tích chính xác chất cần xác định bàng cách thêm từ từ dung dịch chuẩn

độ từ buret vào dung dịch chất cần xác định Phép chuẩn độ được thực hiện bằng cách thêm một cách thận trọng dung dịch thuốc thử đã biết nồng độ vào dung dịch chất cần xác định cho tới khi phản ứng giữa chúng kết thúc, sau đó đo thể tích dung dịch thuốc thử chuẩn Đôi khi, nếu điều đó không thuận tiện hoặc cần thiết, người ta thêm dư thuốc thử và sau đó chuẩn độ ngược bằng một thuốc thử khác

đã biết nồng độ để xác định lượng dư thuốc thử thứ nhất không tham gia phản ứng

Dung dịch chuẩn độ là dung dịch thuốc thử đã biết chính xác nồng độ; để định lượng các dung dịch chưa biết nồng độ Độ chính xác của nồng độ dung dịch

chuẩn hạn chế độ chính xác chung cùa phương pháp, do đó cần đặc biệt chú ý việc điều chế các dung địch chuẩn Nồng độ dung dịch chuẩn được xác định hoặc trực tiếp hoặc gián tiếp:

Trực tiếp bằng cách hoà tan hoàn toàn một lượng cần chính xác thuốc thử chuẩn

và pha loãng đến thể tích chính xác đã biết bằng nước cất

Chuẩn độ dung dịch chứa một lượng cần xác định cúa một hợp chất tinh khiết bằng dung dịch thuốc thử chuẩn là cách gián tiếp

Hợp chất hoá học được dùng làm chất chuẩn phải có độ tinh khiết cao, được gọi

là chất chuẩn gốc Quá trình xác định nồng độ dung dịch chuẩn theo cách chuẩn

độ bằng dung dịch chuẩn gốc được gọi là phép chuẩn hoá

Mục đích cứa một phép chuẩn bất kỳ nào cũng là tìm lượng dung dịch chuẩn tương đương về mặt hoá học với lượng, chất phản ứng với nó (chất cần xác định) Điều đó đạt được ở điểm tương đương, Ví dụ, trong phép chuẩn độ dung dịch natri clorid bằng dung dịch bạc nitrat, điểm tương đương, đạt được khi một mol bạc nitrat được thêm vào một mol natri clorid trong mẫu Khi chuẩn độ acid sulfuric bằng natri hydroxyd, điểm tương đương là lúc đã thêm hai mol kiềm vào một mol acid

Điểm tương đương là thời điểm mà tại đó lượng thuốc thử được thêm vào phản ứng vừa đủ với toàn bộ lượng chất cần phân tích, hay điểm tương đương là thời điềm mà tại đó số đương lượng gam của thuốc thử cho vào bằng số đương lượng gam của chất cần xác định

Điểm tương đương là một khái niệm lý thuyết Để xác định vị trí thực tế của nó, phải quan sát sự biến đổi tính chất vật lý liên quan với điểm tương đương Nhũng biến đổi đó chí trở thành rõ ràng ở điểm cuối của phép chuẩn độ Thường người

ta cho rằng hiệu số thể tích ở điểm tương đương và ở điểm cuối nhỏ nhưng luôn tồn tại do sự không tương ứng giữa quá trình biến đổi tính chất vật lý và phương pháp chúng ta quan sát nó; do dó xuất hiện sai số chuẩn độ

Thông thường, đế xác định điểm cuối phép chuẩn độ người ta sử dụng hoá chất phụ có khả năng biến đổi màu cúa mình theo sự biến đổi nồng độ ở gần điểm tương đương Những chất như vậy gọi là chất chỉ thị

Để xác định điểm tương đương, thường dùng 2 nhóm chỉ thị: chỉ thị hoá học và thiết bị đo lường:

Chất chỉ thị hoá học là những chất được cho vào dung dịch phản ứng Khi phản ứng đến gần điểm tương đương thì các chất chỉ thị gây ra những hiện tượng có thể quan sát dược bàng mắt thường như sự đổi màu, sự xuất hiện kết tủa làm đục dung dịch Các chỉ thị hoá học được dùng có thể là chỉ thị màu, chỉ thị huỳnh quang Một sò trường hợp dung dịch chuẩn tự chỉ thị Ví dụ, dung dịch chuẩn kali permanganat khi qua điểm tương đương, 1 giọt thuốc thử thừa sẽ làm dung dịch

có màu hồng nhạt của KMnO4

Thiết bị đo lường được dùng để xác định điểm tương đương trong trường hợp tại lân cận điểm tương đương, dung dịch có sự biến đổi đột ngột của một tính chất vật lý nào đó như độ hấp thụ ánh sáng, điện thế, độ dẫn điện, Tuỳ theo sự biến đổi của dung dịch mà có các phương pháp chuẩn độ đo thế, chuẩn độ đo quang, chuẩn độ độ dẫn, chuẩn độ ampe

Điếm kết thúc là thời điểm tại đó chỉ thị có những biến đổi giúp ta kết thúc chuẩn

độ Thông thường điểm kết thúc không trùng với điểm tương đương Sự sai khác giữa điểm kết thúc và điểm tương đương, gây ra sai số chỉ thị (sai số hệ thống) Người ta xác định điểm kết thúc của phép chuẩn độ bằng quan sát sự biến đổi một tính chất vật lý nào đó ở điểm tương đương Có thể xác định điểm kết thúc theo

sự biến đổi màu của thuốc thử, của chất cần xác định hoặc của chỉ thị

1.2 Nguyên tắc của phương pháp chuẩn độ

Xác định hàm lượng các chất cần phân tích dựa vào việc đo thể tích dung dịch thuốc thử đã biết chính xác nồng độ (dung dịch chuẩn độ) được thêm từ từ vào một thể tích chính xác dung dịch chất cần định lượng cho đến khi phản ứng vừa

đủ Từ thể tích dung dịch chuẩn độ, nồng độ dung dịch chuẩn độ và thể tích dung dịch chất cần xác định, tính được lượng chất cần phân tích

Phản ứng dùng trong phương pháp chuẩn độ

Những phản ứng được dùng trong phương pháp chuẩn độ phải thoả mãn các yêu cầu sau:

+ Thuốc thử phải tác dụng hoàn toàn với chất cần phân tích theo một phương trình

phản ứng xác định, nghĩa là theo một hệ số tỷ lượng xác định

+ Phản ứng phải xảy ra rất nhanh Đối với các phản ứng chậm cần làm tăng tốc

độ của chúng bằng cách đun nóng hoặc dùng chất xúc tác thích hợp

+ Phản ứng phái chọn lọc, nghĩa là dùng thuốc thử chỉ tác dụng với chất cần phân tích mà không phán ứng với bất kỳ chất nào khác

+ Phải có chất chi thị thích hợp để xác định điềm tương đương với sai số chấp nhận được

Tuỳ thuộc vào loại phản ứng dùng làm cơ sở cho mỗi phương pháp, người ta chia các phương pháp chuẩn độ thành 4 loại: phương pháp kết tủa, phương pháp trung hoà (acid - base), phương pháp complexon (tạo phức hữu cơ) và phương pháp oxy hoá – khử Các phương pháp này khác nhau về bản chất của cân bằng được sử dụng, về chỉ thị, về thuốc thử, về chất chuẩn gốc

Những chất chuẩn gốc:

Độ đúng của kết quả phân tích chuẩn độ phụ thuộc rất nhiều vào chất chuẩn gốc được dùng để thiết lập (trực tiêp hoặc gián tiếp) nồng độ dung dịch chuẩn Các chất được chấp nhận là chất chuẩn gốc tốt cần phải thoả mãn một loạt những đòi hỏi quan trọng:

+ Chúng phải có độ tinh khiết cao nhất, hơn nữa phải có những phương pháp đơn giản, tin cậy để khẳng định độ tinh khiết của chúng

+ Phải bồn, nghĩa là không tác dụng với các cấu tử cùa khí quyển

+ Không cần chứa nước hydrat Không phải là chất hút ẩm hoặc có xu hướng phong hóa, khó làm khô và khó cân

+ Phải dễ kiếm (giá thành vừa phải)

+ Có khối lượng mol phân tử đủ cao Khối lượng chất cần thiết để chuẩn hoá hoặc

để điều chế dung dịch có nồng độ đã cho sẽ càng lớn nếu phân tử gam của nó càng lớn Khi khối lượng tăng, sai số của phép cân sẽ giảm; phân tử gam càng cao có khả năng làm giảm sai số cân càng lớn

Chỉ có một số ít chất thoả mãn hoặc gần như thoả mãn các yêu cầu đó và do đó

số chất đủ quy cách dùng làm chất chuẩn gốc bị hạn chế

Trong một số trường hợp, thay thế cho chất chuẩn thứ nhất phải dùng chất kém

tinh khiết hơn Độ tinh khiêt của chất chuẩn thứ hai đó cần phải được xác định bằng con đường phân tích cẩn thận

Việc sử dụng các từ ngữ chất chuẩn "thứ nhất” và “thứ hai” là nguồn gốc sự bất đồng giữa các nhà hoá học Một số nhà hoá học gọi một số tương đối ít hợp chất

có các tính chất được kể ra ở mục này là các chất chuẩn gốc và các chất chuẩn có thành phần được biết một cách tin cậy là chất chuẩn thứ hai Một số nhà hoá học khác ưa thích xem tất cả các chất loại đã biết là các chất chuẩn thứ nhất và các dung dịch với nồng độ đã biết là chất chuẩn thứ hai Chúng ta chọn hệ các thuật ngữ thứ nhất

Dung dịch chuẩn:

Dung dịch chuẩn lý tưởng để phân tích chuẩn độ cần phải có những tính chất sau: + Sau khi điều chế nồng độ của nó phải không biến đổi trong thời gian bảo quản lâu (trong một vài tháng hoặc hàng năm), không cần phải chuẩn hoá lại

+ Phản ứng nhanh với chất cần xác định để thời gian chờ đợi sau khi thêm từng phần nhỏ thuốc thử phải ngắn

+ Phản ứng giữa thuốc thử và chất cần xác định cần phải xảy ra đủ hoàn toàn để

có thể xác định điểm cuối đủ thoả mãn

+ Phản ứng giữa thuốc thử và chất cần xác định cần phải xảy ra hợp thức, nếu khác đi thì không tính trực tiếp khối lượng chất cần xác dịnh

+ Cần phải có phuơng pháp xác định điểm tương đương của phản ứng giữa thuốc thử với chất cần xác định, nghĩa là có phương pháp xác định điểm cuối đủ thoả mãn

Hiện nay, chỉ có một số ít trong những thuốc thử đã được sử dụng thoả mãn hoàn toàn tất cả các yêu cầu đó

PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ

Các phương pháp chuẩn độ thường được phân loại theo 2 cách sau:

2.1 Phân loại theo bản chất của phản ứng chuẩn độ

Dựa vào bản chất của phản ứng chuẩn độ, các phương pháp chuẩn độ được chia thành các nhóm sau:

Phương pháp acid - base (hoặc phương pháp trung hoà) dựa trên phản ứng giữa

các acid và base (phản ứng trung hoà tạo ra H2O) để định lượng trực tiếp hoặc gián tiếp các acid, base và muối

Phương pháp kết tủa thể tích dùng để định lượng các ion tạo được các hợp chất khó tan Tuy số lượng các phản ứng tạo thành kết tủa khó tan rất lớn nhưng các phản ứng đó xảy ra ra chậm và không có chất chỉ thị thích hợp, nên việc áp dụng phương pháp này khá hạn chế

Phương pháp phức chất dựa trên phán ứng tạo phức chất giữa chất cần phân tích

và thuốc thử Phương pháp này thường được dùng để định lượng hầu hết các cation kim loại và một số ion Thuốc thử được dùng phổ biến nhất là nhóm thuốc thử complexon

Phương pháp oxy hoá – khử dựa trên phản ứng oxy hoá - khử và được dùng để định lượng trực tiếp các nguyên tố chuyển tiếp và một số chất hữu cơ, ngoài ra còn có thể xác định gián tiếp một số ion vô cơ

2.2 Phân loại theo phương pháp xác định điểm tương đương

Các phương pháp chuẩn độ được phân loại theo phương pháp xác định điểm tương đương gồm các phương pháp:

Các phương pháp hoá học dựa trên sự đổi màu của chất chỉ thị tại điểm tương đương

Các phương pháp hoá lý dựa trên sự biến đổi đột ngột một tính chât vật lý nào đó tại lân cận điểm tương đương như độ dẫn điện, điện thế,…

CÁCH PHA DUNG DỊCH CHUẨN ĐỘ

Chất gốc

Chất dược dùng để pha dung dịch chuẩn độ dùng trong phương pháp chuẩn độ được gọi lả chất chuẩn (hay còn được gọi là chất gốc) Chất gốc dùng để pha dung dịch chuẩn độ phải thoả mãn các yêu cầu:

Chất phải thuộc loại phân tích hoặc tinh khiết hoá học Lượng tạp chất trong đó nhỏ hơn 0,1%, nếu lớn hơn phải tiến hành tinh chế lại

Thành phần hoá học phải ứng với một công thức xác định kể cả nước kết tinh Chất gốc và dung dịch cùa nó phải bền vững

Khối lượng mol phân tử của chất càng lớn càng tốt để giảm sai số khi pha dung

dịch chuẩn độ

Pha các dung dịch chuẩn độ

Pha dung dịch chuẩn độ có 3 cách:

1 Dùng ống chuẩn

Ống chuẩn là ống thuỷ tinh hoặc ống nhựa có chứa một lượng chính xác hoá chất tinh khiết được hàn kín Trên ống có nhãn in tên, công thức hoá chất và nồng độ dung dịch chuẩn độ pha được Khi pha dùng dụng cụ đục ống, chuyển hết lượng hoá chất trong ống vào bình định mức có dung tích l000ml, thêm nước cất vừa

đủ, lắc đều, được dung dịch chuẩn độ có nồng độ như dã ghi trên nhãn

Dùng hoá chất tinh khiết

Dùng những hoá chất tinh khiết đã được quy định ở phần "Các thuốc thử" trong Dược điển Việt Nam

Để pha dung dịch chuẩn độ từ hoá chất tinh khiết, phải tiến hành các bước sau: Tính lượng hoá chất cần lấy để pha:

Áp dụng công thức: m =

1000

V E

Pha gần đúng rồi điều chỉnh

Để pha dung dịch chuẩn độ từ hoá chất không tinh khiết (hoặc điều chỉnh lại nồng

độ dung dịch có thay đồi trong quá trình bảo quản) cần tiến hành các bước:

Tính lượng hoá chất cần lấy để pha

Áp dụng công thức và cách tính như mục 3.2.2 Nhưng do hoá chất không tinh khiết nên khi pha phải cân lượng hoá chất lớn hơn tính toán

Pha dung dịch

Cân một lượng hoá chất lớn hơn lượng hoá chất đã tính, hoà tan trong bình định mức có dung tích bằng thể tích muốn pha, thêm nước vừa đủ, lắc đều sẽ được dung dịch có nồng độ xấp xỉ bằng nồng độ dung dịch muổn pha

Xác định hệ số hiệu chỉnh của dung dịch

Muốn điều chỉnh nồng độ cùa dung dịch vừa pha (hoặc để điều chỉnh lại nồng độ dung dịch chuẩn để có thay đổi trong quá trình bảo quản) phải xác định được hệ

số hiệu chỉnh của dung dịch (ký hiệu là K)

Hệ số hiệu chỉnh là tỷ số giữa nồng độ thực của dung dịch chuẩn độ với nồng độ

lý thuyết của nó, nghĩa là hệ số hiệu chỉnh cho biết nồng độ thực lớn hơn hay nhỏ hơn nồng độ lý thuyết bao nhiêu lần

K = 𝑁𝑡

𝑁𝑙𝑡Trong đó:

K: hệ số hiệu chinh;

Nt: nồng độ thực của dung dịch;

Nlt: nồng độ lý thuyết của dung dịch

DĐVN cho phép sứ dụng những dung dịch chuẩn có 0,900 < K < 1,100 để chuẩn

độ các dung dịch khác

Xác định hệ sổ hiệu chinh của dung dịch thường sứ dụng một trong hai cách sau: Cách 1: Áp dụng đối với trường hợp dùng dung dịch chuẩn độ để xác định độ chuẩn của dung dịch pha, K được tính theo công thức:

K = 𝑉0

𝑉 K0 Trong dó: K0: hệ số hiệu chỉnh của dung dịch chuẩn độ;

V0: thể tích dung dịch chuẩn độ (ml);

V: thể tích dung dịch pha (ml);

K: hệ số hiệu chỉnh của dung dịch pha

Cách 2: Áp dụng đối với trường hợp dùng hoá chất tinh khiết để xác định độ chuẩn của dung dịch pha, K được tính theo công thức:

K = 𝑎𝑉.𝑇

Trong đó:

a: khối lượng hoá chất tinh khiết (g);

T: độ chuẩn lý thuyết cua dung dịch hoá chất tinh khiết (g/ml);

V: thể tích dung dịch pha (rnl);

K: hệ số hiệu chỉnh của dung dịch pha

K được xác định đến ba chữ sổ thập phân, chữ số thứ tư phải làm tròn

Để xác định được K phải tiến hành ít nhất 2 mẫu chuẩn độ, các mẫu khác nhau không quá 0,05ml

độ phần trăm của chế phẩm (hoặc hàm lượng % của chế phẩm)

Chuẩn độ thừa trừ (chuẩn độ ngược)

Cách tiến hành

Thêm một thể tích chính xác và dư dung dịch chuẩn độ R vào một thể tích chính xác chất cần phân tích X Sau đó chuẩn độ lượng thuốc thử R dư bằng một thể

tích chính xác thuốc thử R' khác thích hợp Dựa vào thể tích và nồng độ của các dung dịch chuẩn độ R và R', thể tích của dung dịch chất cần xác định, tính được nồng độ (hoặc hàm lượng) chất X Phương pháp chuẩn độ ngược này thường được dùng để xác định các chất tham gia phản ứng xảy ra chậm hoặc không có chất chỉ thị thích hợp để xác định X bằng phản ứng giữa X và R

Cách tính kết quá

Bài toán: Hút chính xác V ml chế phẩm X (hoặc cân chính xác a gam mẫu X) pha thành V1 ml dung dịch trong bình định mức Lấy V1 ml dung dịch vừa pha cho tác dụng với V2 ml dung dịch R có nồng độ N2 (lượng R dư so với lượng X) Để chuẩn độ lượng R dư, phải dùng hết V3 ml dung dịch R' có nồng độ N3 Xác định nồng độ % chế phẩm X

X + MY - > MX + Y

Sau đó chuẩn độ Y bằng dung dịch chuẩn độ thích hợp Dựa vào thể tích X, nồng

độ và thể tích của dung dịch chuẩn độ tính được nồng độ, hàm lượng của X

Ví dụ: Để định lượng K2Cr2O7, người ta cho hợp chất này tác dụng với KI dư để giải phóng ra một lượng iod tương đương với lượng K2Cr2O7 Xác định lượng iod giải phóng ra bằng dung dịch chuẩn độ Na2S2O3 Như vậy thay vì định lượng

K2Cr2O7 ta định lượng iod

4.4 Chuẩn độ gián tiếp

Chuyển chất cần xác định X vào một hợp chất thích hợp Y có chứa ít nhất một nguyên tố có thể xác định trực tiếp được bằng một thuốc thử thích hợp R Từ thể tích, nồng độ của R, Y đã biết, ta sẽ định lượng được X

Chuẩn độ phân đoạn

Trong một số trường hợp có thể chuẩn độ lần lượt các chất X, Y, Z, trong cùng một dung dịch bằng một hoặc hai dung dịch chuẩn

LƯỢNG GIÁ

1 Trình bày nguyên tắc của phương pháp chuẩn độ

2 Trình bày các cách phân loại phương pháp chuẩn độ, kể tên các phương

Dựa vào bản chất của phản ứng chuẩn độ, các phương pháp chuẩn độ được chia thành các nhóm sau:

A B………

C D………

Hệ số hiệu chỉnh là tỷ số giữa (A) của dung dịch chuẩn độ với

………(B) của nó

4 Phân biệt đúng - sai các câu sau bằng cách khoanh tròn vào chữ Đ cho câu

đúng, chữ S cho câu sai

Điểm kết thúc luôn trùng với điểm tương đương Đ - S

Phương pháp oxy hoá – khử là phương pháp định lượng dựa vào phản ứng oxy hoá – khử giữa chất cần định lượng và dung dịch chuẩn độ Đ - S

Phương pháp kết tủa dựa vào phản ứng tạo tủa giữa chất oxy hoá và chất khử

Đ - S

Phương pháp acid - base dựa vào phản ứng trao đổi giữa acid và base Đ – S

5 Chọn đáp án đúng nhất trong các câu sau bằng cách khoanh tròn vào chữ

cái đầu đáp án mà bạn chọn

* Sự chuẩn độ là:

A Thêm từ từ dung dịch chuẩn từ buret vào dung dịch chất cần phân tích

B Thêm từ từ dung dịch chất cần phân tích từ buret vào dung dịch chuẩn

C Thêm từ từ dung dịch chuân từ buret vào một thể tích chính xác du nu dịch chất cần phân tích

D Thêm từ từ từng giọt dung dịch chất cần phân tích xuống một thề tích chính xác dung dịch chuản độ

* Dung dịch NaOH 0,1N có K = 0,998 thì nồng độ thực của dung dịch là:

6 Xác định hệ số hiệu chỉnh (K) của dung dịch bằng dung dịch chuẩn độ

khác thì công thức tính K là gì? Xác định hệ số hiệu chỉnh (K) bằng hoá chất tinh khiết thì công thức tính K là gì?