ĐỀ tài NGHIÊN cứu PHƯƠNG PHÁP CHUẨN độ OXI hóa KHỬ TRONG hóa học PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG

A.MO DAU I Lý do chọn đề tài: Tióa học phân tích là môn khoa học về các phương pháp xác định thành phần định tính và định lượng các chất và hỗn hợp của chúng.. Do do trong bai nay tôi đ

Trang 1

A.MO DAU

I Lý do chọn đề tài:

Tióa học phân tích là môn khoa học về các phương pháp xác định thành phần định tính và định lượng các chất và hỗn hợp của chúng Phân tích định lượng cho phép xác định thành phần về lượng các hợp phần của chất cần phân tích Như vậy hóa học phân tích đóng vai trò qua trọng đối với sự phát triển của các môn hóa học khác cũng như các ngành khoa học khác Do có tam quan trọng nên một loạt các chuyên ngành của khoa học phân tích ra đời và ngày càng phát triển mạnh Tủy thuộc vào bản chất của các chất phân tích mà người ta sử đụng nhiều phương pháp khác nhau Trong đó nhóm phương pháp hóa học dựa trên các loại phản ứng được ứng dụng nhiều nhất Do do trong bai nay tôi đặc biệt nghiền cứu các phương pháp phân tích dịnh lượng dựa vào các phản ứng hóa học

cụ thê là phán ứng oxi hóa khử

II Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu phương pháp chuân độ oxi hóa khử này nhằm tập hợp hệ thống là những

kiến thức cơ ban trong chuẩn độ oxi hóa khử Đưa ra một số bài tập ứng dụng phương pháp này để làm cơ sở trong quá trình học hóa phân tích định lượng và thực hành

HI Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu:

Nghiên cứu phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử trong hóa học phân tích định lượng

IV Phương pháp nghiên cứu:

Phương pháp phan tich tong hợp tài liệu

GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm

Trang 2

B NỘI DUNG

I CƠ SỞ LÝ THUYẾT:

Các phương pháp chuẩn độ oxi hóa — khử được sử đụng để định lượng các chất có

tính oxi hóa, khử Phương trình chuẩn độ oxi hóa — khử có thể biểu diễn như sau:

mOx,; + n¡Kh¿ = n Kh, + mOx

1 Phuong trinh chudn dé:

a) Đối với phán ứng chuẩn độ đối xứng:

$% Phương trình phản ứng chuẩn độ dang oxi hóa và dang khứ liên hợp có hệ số bằng nhau:

Giá sử chuẩn độ Vạ mÍ Kha có nồng độ Ca bằng V ml chat Ox, c6 néng độ C Phản

Trang 3

b) Đối với phãn ứng chuẩn dộ bất dối x

+“ Phuong trình phản ứng chuẩn độ đạng oxi hóa và dạng khử liên hợp có hệ số khác

nhau:

Phản ứng chuẩn độ:

mOx; + nịKh; = nạKhi + nOxa

"Trước điểm tương đương:

ky = Bi, +=" no, PRG FE, acy _

Sau điểm tương đương:

my HCV Ak

e Phương pháp pcmanganat dựa trên cơ sở các phản ứng oxi hóa các chất khứ bằng

ion pemanganal trong môi trường axit, bazo hay trung tính

Trong mdi trudng axil: MnO, -8/7° +5e— Mn?! +411,0 Fino Mud, / / 7 SLY

Trang 4

Phạm ví ứng dụng:

v™, Ce”" thành Ce*, chudn 46 11,0, thanh Ox, NO; thinh NO;

¢ Dinh lượng chất khử qua phán ứng với Fe?” sau đó chuẩn độ lượng Fc”' còn dự

dùng để chuẩn độ các chất khử mà gặp khó khăn khi chuẩn độ trực tiếp Ví dụ như: Cr’! thành Cr", Tỷ" thành Ti’,

«_ Định lượng gián tiếp chất khử đùng pcmanganat dư dùng để chuẩn độ các chất khử không thể chuẩn độ trực tiếp dược

¢ oxalat bing pemanganat

b) Phương pháp đicromat:

CPỞ; 114H” töeLL 2Cr” : 7H,O

Phương pháp này chủ yếu dùng dé chuẩn độ Fe(I]):

Cr,O, +6Fe?' +14H' 2Œr'' +6Fe" +1H,O Phạm vi ứng đụng:

e Có thể định lượng chất thử bằng phương pháp chuẩn độ thế hoặc chuẩn độ ngược:

ŒO;

e© Nếu chất khử phản ứng chậm với Fe” thì thêm K;CrnzO; dư, lấy chính xác, sau đó

chuẩn ngược bằng dung địch chuẩn Fc(II)

¢) Phương pháp iot:

Phương pháp này dựa trên cơ sở các quá trình oxi hóa, khử biến iot tự đo thành

iotdua và ngược lại:

Trang 5

Ltrs T+2e1 3E

Phạm vi ứng dụng:

Một trong các chất khử dược dùng để dịnh lượng trong phương pháp nay 1a Na2S203

Để chính xác người ta dung chỉ thị là hồ tỉnh bột

bằng NazS203

dung dich chuẩn Na;8;O:

Phản ứng quan trọng là: 7; +25, II 6,7 +37”

Tl Bai tap ứng dụng:

Bài 1: Tính pe và E khi chuẩn đệ 25,00ml Fe?” 0,100M bằng Ce'” 0,100M trong

dung dịch H;SO; (pH = 0) khi đã thêm:

Trang 6

b) V2 =25,00ml = Vrp , dừng chuẩn độ tại điểm tương đương

Bai 2; Tinh pe va E trong phép chudn d6 25,00 ml Fe”* 0,100 M bang KmnO,

0,0200M trong H;SO¿ ( pH = 0) sau khi đã thêm

a)2450ml b)25,00ml c)26,00ml KMnO¿

Lời giải: Phản ứng chuẩn độ:

MnO, + 5Fe + 8H œ Mi” + 5Fe” + 4H;O

Tại điểm tương đương: số đương lượng 3⁄zØ; = số đương lượng Fe?"

Vip=-————— =25,00ml

a) Khi thêm 24,50ml KMnO¿, đừng trước điểm tương đương, đo đó:

E= 13,18 0,0592 = 0.78 V

b) Khi thêm 25,00ml KMnO, thì dừng đúng điểm tương đương, ta có:

Trang 7

Bài 3: Việc xác dinh néng độ dung dich chudn K MnO, duge thực hiện bằng cách:

can a gam H2C204.21120 ( M = 126,066 ), hòa tan trong bình định mức 250ml Chuân độ

25,00ml dung dịch thu được khi có mặt IIạSO, 2M hết V mì KMnO¿ Nếu nồng độ của KMnO¿ bằng 0,01M thì cần cân ø trong khoảng bao nhiêu gam để V dao động từ 15 — 20

ml ?

Lời giải: Phản ứng chuân độ:

SIC¿O; 1 2mØ; | 6IT —> 2Mn” : I0CO; + §HO

V= I5,00ml — a=0,4727 g

V = 20,00ml = =— 0,6303 g

Vậy lượng cân axit oxalic phải lấy từ 0,5 — 0,6 g

Trang 8

Bài 4: Xác định nồng độ dung địch chuẩn KMnO¿ được thực hiện bằng cách cân

0,5124 g H2C,0,.H20 (M = 126,066), héa tan trong bình định mức 250ml, Chuẩn độ 25,00ml dung dịch thu được khi có mat H.SO, 2M thi hết 18,75ml KMnO¿

5H,C¿O¿ 1 24mÓ; + 6H > 2Mn” ! 10CO; + §H¿O

'Theo định luật hợp thức ta co:

Trang 9

Bai 6: Hòa tan 0,45 gam một mẫu chứa hidroxylamin H;NOH và tạp chat tro trong dung dịch chứa lượng dư Fe** Sau đó chuẩn độ Fe?" tạo thành hét 24,18ml KMnO, 0,0854M Tính hàm lượng hidroxylamin trong mẫu?

Lời giải: Phản ứng khử Fe” bởi IạNOH:

2H,NOH +4Fe” — N,O †+4Fe”+4H~ + HO qd)

Phan img chudn d6 Fe** bing KMnO,:

SFe™ + MnO, +8H* > 5Fe™ + Mn** +40 (2)

Gọi số gam của HạNOH là a

Số mol Fe” theo phản ứng (1) là: x = ad 2

%H;NOH =——— 100% - 85,25%

Bài 7: Trộn 5 ml KCIO; véi 50 ml FeSO, 0,12M Thêm 10 mi H;SO¿ 1 M vào hỗn

hợp thu được Chuẩn độ FeSO¿ dư hết 15,3 ml KMnOx0,0305 M Tính nồng độ % của

KCIO;, biết tỉ khối của dung dich bằng 1,02

Lời giải: Phan ứng giữa KCIO; va FeSO.:

ClO; + 6Fe™* + 6H” > CI + Fe*” + 3H;O qa)

GVHD: Hé Thi Kim Hanh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm

Trang 10

Phan ứng chuẩn độ Fe”” bằng KMnO/ :

SFe™ + MnO, +8H* — 5Fe* + Mn?" +440 (2) Gọi số gam của KCIO¿ là a

Số mol Fe? đã phản ứng với C/Ø; là x, từ phản ứng (1) ta có:

122,549 1000 1000

> a =0,07489¢

%KCIO;=— 100% =————— 100% = 1.47%

Bài 8: Một mẫu 0,501 gam đá vôi được hòa †an trong axit và sau đó làm kết tủa hết

io Ca?” dưới dạng CaC2O, Lọc kết tủa, rửa sạch và chế hóa kết tủa trong 25 mÌ hỗn hợp

KMnO¿0,0508 và H;SO;¿ 1M Sau đó chuẩn độ KMnO¿ du hết 18,2 ml FeSO, 0,05015

M Tính hàm lượng % của Ca trong đá vôi?

Lời giải: Các phân ứng xảy ra:

CaCO, } +2H" — Ca” +CO,T+H,0 — ()

10

Trang 11

Ca” +C,Ơ; —> CaC,O, + (2) CaC,O, }+2MaO, ~16H" — 5Ca?' +10CÓ, † +2Mm?' +8H,Ó @)

MnO, +5Fe* +8H* > Mn +5Fe* +4H,0 (4)

Bai 9: Hòa tan 1,805 gam quặng sắt trong HCI Khử Fe?" thành Fe”", pha loãng với

nước rồi chuẩn độ Fe?” hết 20,15 ml K,Cr,0, có độ chuẩn theo Fc là 0,002,5 Tinh ham lượng % Fc trong quặng?

11

Trang 12

6Fe™ + CO2 14H" = 6Fe™ +2Cr" +7H,0

Độ chuẩn KạCrzO; theo Fe bằng 0,00205 có nghĩa là 1ml K;CrzO; tương dương hóa

học với 0,00205 g Ec Vay sé gam Fe trong quặng phân ứng vừa hết với 20,15ml

Lấy dung dịch thu được, axit hóa bằng H;SO;, thêm 100ml FeSO, 0,0502M Chuẩn độ

Fe?” dư hết 25,3 ml K;€r;O; 0,01052 M Tỉnh hàm lượng % của Cr trong quặng?

Lời giải:

CrOF + 6Fe™* +14H* - 2Cr* + 6 Fe +7H,0, @)

_ 6.0,01052.23,5

Số mol Fe”” dư theo phản ứng (2) = Tông

Số mol Fe” đã phan ứng với CÓ?” tạo ra từ quặng:

Trang 13

Số mol Cr = 5,89.107 2 = 1,179.10

Số gam Cr = số moi Cr 52 = 6,131.10?

%Cr = ————— = 6, 04%

Bài 11: Để chuẩn hóa dung dịch Na;S2O; người ta hỏa tan 0,1004 g KĨO: trong 100

mì nước, thêm 6 ml K1 6% va Iml HCl 2M Chuẩn độ 7; giải phóng ra hét 28,75 ml

Na;8;O: Tinh nồng độ của đung địch NazS;O:

Bai 12: Hòa tan 0,6521 g K;ạCr;O; có lẫn tạp chất vào nước và chuyển vào bình định

mức 200 ml Thêm nước đến vạch Dùng pipet hút 25ml dung dịch thu được, thêm 10 mì H;S§O¿ I M; 5 ml Na;CO; 0,1 M Lắc đều trong vài phút cho đến khi hết bọt khí Thêm

tiếp 20 ml KI 5% Đậy kín bình và để yên trong tối 10 phút Chuẩn độ bằng dung dịch

13

Trang 14

chuẩn Na;S;O; 0,1015 M cho đến màu vàng rơm, Sau đó, thêm 2 mÏ hỗ tỉnh bột và chuẩn

độ trực tieepscho đến mất màu xanh lục thì phải đùng hết 12,56 ml Na;S;O; Tính độ tinh khiết muỗi KạCrzO;?

Trang 15

Bai 13: Một chất bột gồm có Na;AsO¿.12H;O, Na;HAsOx và tạp chất trợ Hòa tan 1,012 gam bột trong nước và pha loãng thành 100 ml Chuẩn độ hỗn hợp ở pH = 8 hết 15

ml dụng dịch iot 0,01428 M trong KI 1 M Sau đó axit hóa dung dịch bằng H;SO., thêm

KI đư chuẩn độ iot giải phóng ra hết 30,51 ml NazSaO; 0,085 M Tính thành phần % của mỗi chất trong hỗn hợp

Lời giải:

Phan ứng chuẩn độ lần thứ nhất:

HAsO} ~ I; ~ 20H” + HAsO} + H,O +31" (ly

Theo phan tmg (1) ta co:

S6 mol HAsO? = sé mol J,

Trang 16

S6 mol 480; - sô mol HAsØ” =——————————— (8)

Gọi b là số gam Na3AsO,.12H,0, tir (9) ta thu được:

Trang 17

Bài 14: Hòa tan 0,25g một mẫu phân tích chứa bột Fe và Fe;O; trong HCI Khir Fe** thành Fe”", Chuẩn độ lượng Fe”" thu được hét 25,18 ml KMnO, 0,03 M Tinh ham long

% cha Fe va FczO; trong mẫu

Trang 18

Bài 15: Để chuẩn hóa dung dịch chuẩn KMnO, người ta hòa tan l,2605 g

HạC;O.2H;O trong nước và pha loãng thành 250 ml Chuẩn 46 25 ml dung dich thu

được hết 18,72 ml KMnO, Tinh nông độ mol của KMnOa

Bai 16: Tinh sai số khi chuẩn độ dung địch Fe”” bằng dung địch KMnO; có cùng

nông độ đương lượng 0,1 N, nếu kết thúc chuẩn độ của dung dịch bằng 0,95 V; 1,515 V

5Fe™ + MnO, +8H* — 5Fe” + Mn” +4H,O

—0,77+5.1,55

6

Ta có Erp của phép chuẩn độ: Em = =142V

«Khi kết thúc chuẩn độ E = 0,95 tức là kết thúc chuẩn độ trước điểm tương đương

18

Trang 19

b) 25 ml KMnO,

c) 28 ml KMnO,,

Lời giải: Phan ứng chuẩn độ:

MnO, | 5Fe** 1 8H* > Mn™* 1 5Fe** + 4,0

19

GVHD: Hé Thi Kim Hanh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm

Trang 20

Tại điểm tương đương số đương lượng MøØ; = số đương lượng £e”"

pes — pe, + -lg + —_ 4 ™ n.CV, — = lg 5 alg 1.0,05.25 — 25,32

Bài 18: Hòa tan 0,51g một mẫu chất khoáng chứa SnO; trong axit, khử Sn(TV) thành Sn(II) bằng Pb Sau đó chuẩn độ Sn(II) bằng K;Cr;O; 0,035 M Thế tích KạCrzO; đã ding 14 15,05 ml Tính hàm lượng % của SnO; trong mẫu phân tích

Lời giải: Gọi a là số gam của SnO;

Trang 21

CrOF +6Fe™ +14H* > 2Cr* 46Fe* +7H,0

Tai thoi diém tuong duong thi: số đGŒØ? = số đ me?

Trang 22

b) Tinh % K;Cr;O; trong mau ban dau?

Lời giải:

a) Phản ứng chuẩn độ:

6#£`” +CnO; +14Hˆ x6Fe”~2Cr” +T1H,O

b) Gọi a là SỐ gain K,Cr,0; ban dau

Lời giải: Phản ứng chuân độ:

Ce"! + Fe?! > Ce3+ + Fe3+

Ta co: Epp = — = 1,06

22

Trang 23

Em =E£ -+00ss2igLf°]

iF oF ] [Fe et ]

1,06 = 0,68 - 0,05921g [re] [re]

Lời giải: Phân ứng chuẩn độ:

Fe* +Ti* +H,O— Fe™ +TiO™ +2H"

Ep== — = 0,4355 > E, = 0,28 V, Dùng chuẩn độ trước điểm tương đương

Bụy = EDu„,„„ +0,0952.1g [me l[m [m]

Trang 24

CMe

V+E,

voi [#'] -1; [Tio* =

Bai 24: Lay 5 ml rvou manh pha loang thanh 1 1 bing bình định mức, sau dé lay ra

25 ml thêm vào 50 mÌ K;Cr;O; 0,02 M đê oxi hóa rượu etylic thành CH:COOH theo

phương trình phản ứng sau:

3C,H,OH + 2Cr,0; +16H* 3 4Cr™ +3CH,COOH +11H,0

Sau khi làm lanh thém 20 ml Fe** 0,1253 M, long Fe?" dư được chuân độ bằng dung

địch KaCrzO; hết 7,46 ml voi chi thi diphenylamin sunfonic axit Tinh % CạH:OH trong

rượu mạnh trên ( 46,07 g/mol )

24

Trang 26

Bài 27: Tính sai số chuẩn độ 100 mi dung địch Fe?” có 0,1 M bằng Ce?" 0,1 M trong

môi trường H;SO¿ 1 M Nếu kết thúc chuẩn độ ở E bằng 0,87 V và 1,237 V

Trang 28

Bai 29: Chuan d6 100 ml dung dich FeSO, 0,1 M bằng dung dich KMnO, 0,02 M &

pH = 0 Tính sai số chuẩn độ khi dung dich xudt hign mau héng cilia KMnO, voi nong độ

Trang 30

C Kết luận

Trong phép chuẩn độ oxi hóa khử chủ yếu chúng ta dựa vào các phản ứng oxi hóa

khử để chuẩn độ Không sử dụng chỉ thị mà dựa vào sự đỗi màu của các chất oxi hóa hoặc khử để dừng chuẩn độ Đường chuẩn độ được xác định đựa vào việc tính thế theo

phương trình Nernst Trong quá trình nghiên cứu không tránh khỏi những sai sót mong sự đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn

30

Định dạng
Số trang	32
Dung lượng	238,76 KB