CHƯƠNG VII PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH (PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ)

ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘĐỊNH NGHĨA Đường chuẩn độ: biểu diễn sự biến đổi một đại lượng n ào đó trong quá trình chuẩn độ khi thêm thuốc thử vào CÁC CÁCH BiỂU DIỄN ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ • Trục tung : Biểu

MỘT SỐ KHÁI NIỆM

PP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

Định lượng cấu tử X dựa trên phép đo thể tích

5 0

4 0

3 0

2 0

1 0 0

Burette (C)

Erlen (X)

PƯ giữa X và C được thực hiện bằng

3

MỘT SỐ KHÁI NIỆM

5 0

4 0

3 0

2 0

1 0 0

Burette (C)

Erlen (X)

được xác định dựa vào sự

đổi màu, xuất hiện tủa …

Điểm tương đương Giúp phát hiện Chất chỉ thị

ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ

ĐỊNH NGHĨA

Đường chuẩn độ: biểu diễn sự biến đổi một đại lượng

n ào đó trong quá trình chuẩn độ khi thêm thuốc thử vào

CÁC CÁCH BiỂU DIỄN ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ

• Trục tung : Biểu diễn đại lượng nồng độ hay logarit nồng độ

([C], [X], lgC, lgX, pC, pX, E, pH…)

• Trục hoành : Biểu diễn lượng chất chuẩn thêm vào

(ml, số đương lượng hay f)

f = • nC : số (mili) đương lượng thuốc thử C đã

dùng tại thời điểm đang xét.

• nX0 : số(mili) đương lượng của X ban đầu.

5

ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ

CÁC CÁCH BiỂU DIỄN ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ

™ Hai dạng đường chuẩn độ phổ biến

1) Dạng biểu diễn sự biến thiên của [X], [C], [A], [B] theo lượng chất chuẩn thêm vào

ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ

CÁC CÁCH BiỂU DIỄN ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ

™ Hai dạng đường chuẩn độ phổ biến

2) Dạng biểu diễn biến thiên của lg[X], lg[C], pX = - lg[X] hay pC = - log [C], pH, E theo lượng thuốc thử thêm vào

V C (ml) V C (ml)

7

ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ

MỤC ĐÍCH - CÔNG DỤNG

• Theo dõi sự biến đổi các chỉ tiêu lý hóa,

• Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố khác nhau

CÁCH THÀNH LẬP ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ

• Giúp xác định điểm tương đương ⇒ lựa chọn chất chỉ thị

• xác định độ chính xác của quá trình chuẩn độ

Tính theo trị số lý thuyết của C, V

(PT đường chuẩn độ lý thuyết)

Vẽ từ trị số thực nghiệm trong quá trình chuẩn độ (đường chuẩn độ thực

nghiệm)

• Mô tả chính xác, đầy đủ QT chuẩn

độ mà không cần tiến hành TN.

• Thu nhận từ việc tổ hợp hệ nhiều

PT liên quan thành một PT duy nhất

CHẤT CHỈ THỊ

ĐỊNH NGHĨA CHẤT CHỈ THỊ (Ind hay In)

là hợp chất hữu cơ hay vô cơ có cấu trúc thay đổi theo nồng

độ một cấu tử Z nào đó trong DD

Sự thay đổi cấu trúc của Ind Dấu hiệu đặc trưng

• Biến đổi màu sắc DD

• Xuất hiện hay mất đi kết tủa

PHÂN LOẠI CHẤT CHỈ THỊ

Theo công dụng, cách sử dụng, bản chất hóa học

• Ind Oxh – Kh, ion, hấp phụ …

• Ind ngoại, Ind nội, chất tự chỉ thị

• Ind một màu, hai màu,

Chỉ thị thuận nghịch Chỉ thị bất thuận nghịch

9

CHẤT CHỈ THỊ

ĐIỀU KIỆN CHỌN LỰA CHẤT CHỈ THỊ

Bền và nhạy Phù hợp với

bản chất của các cấu tử

Xác định điểm cuối với độ

chính xác cao

- Dạng IndZ và Ind có tính chất khác nhau rõ rệt

- Phản ứng từ Ind → IndZ hoặc ngược lại phải

nhanh

⇒ sự chuyển màu dung dịch nhanh

- Sự biến đổi (màu) của Ind càng gần ĐTĐ càng tốt

DD sẽ từ màu dạng này sang màu dạng kia khi

[Ind]/[IndZ] từ một tỉ lệ này sang một tỉ lệ khác (ngược lại)

] ].[

Trong DD, tồn tại đồng thời Ind và IndZ

Mỗi chất chỉ thị thuận nghịch đều có khoảng chuyển màu

βiInd + Z IndZ

ki

11

CHẤT CHỈ THỊ

CƠ CHẾ CHỈ THỊ

Cơ cấu, màu sắc thay đổi theo khả năng cho nhận e

-hay theo thế Oxh – Kh của môi trường

CHỈ THỊ OXI HÓA KHỬ

CHỈ THỊ THUẬN NGHỊCH – KHOẢNG CHUYỂN MÀU

Ind(Oxh) + ne - Ind(kh)

DD có màu dạng Oxh khi [Ind(ox)] / [Ind(kh)] ≥ 10

(và dạng Kh khi [Ind(ox)] / [Ind(kh)] ≤ 1/10)

Khoảng chuyển màu ở pH xác định là

n

E

Ecm = i0 ± 0 , 059

Chuẩn độ với E tăng dần: E f

E f : Chuẩn độ với E giảm dần

E

Khoảng chuyển màu

Dừng CĐộ tại một trong hai

đầu mút của khoảng chuyển

màu (tùy vị trí C, X)

Khoảng chuyển màu của dd là

Thay đổi màu sắc theo pH DD

• DD có màu dạng trội Ind khi tỷ số [Ind]/[HInd] ≥ 10

• DD có màu dạng trội HInd khi tỷ số [Ind]/[HInd] ≤ 1/10

∆ pH ch/m = pk i ± 1

13

CHẤT CHỈ THỊ

CHỈ THỊ AXIT - BAZ

CHỈ THỊ THUẬN NGHỊCH – KHOẢNG CHUYỂN MÀU

Khoảng chuyển màu

pH f = pk i – 1: Chuẩn độ với pH giảm dần

pH

pT

pH dừng Cđộ là 1 trong 2 đầu mút của khoảng chuyển màu.

pT ≈ pk i của chỉ thị

Thực tế, thường dừng ở pH có sự biến đổi màu rõ rệt

nhất, gọi là pT (chỉ số chuẩn độ của chất chỉ thị)

• Thêm vào chỉ thị một chất tạo màu nền trơ

• Sử dụng 2 chỉ thị có 2 pk i gần nhau

Dễ quan sát thay đổi màu sắc

CHẤT CHỈ THỊ

CƠ CHẾ CHỈ THỊ

Là chất hữu cơ có khả năng tạo phức với ion kim loại

có màu khác với màu chỉ thị tự do

CHỈ THỊ TẠO PHỨC

CHỈ THỊ THUẬN NGHỊCH – KHOẢNG CHUYỂN MÀU

Ind + M n+ Mind n+

Khoảng chuyển màu của dd là

Thay đổi màu sắc theo nồng độ ion kim loại

• DD có màu dạng trội Ind khi tỷ số [Ind]/[MInd] ≥ 3 (5)

• DD có màu dạng trội MInd khi tỷ số [Ind]/[HInd] ≤ 1/3 (1/5)

∆ pM n+

ch/m = lgβi ± lg3

] [

] [

1 ]

[ ]

][

[

] [

Ind

Mind M

M Ind

CHẤT CHỈ THỊ

CHỈ THỊ TẠO PHỨC

CHỈ THỊ THUẬN NGHỊCH – KHOẢNG CHUYỂN MÀU

pM n+ dừng Cđộ là 1 trong 2 đầu mút của khoảng chuyển màu.

chọn pH thích hợp khi dùng chỉ thị tạo phức

Cđộ với pM n+ tăng dần: pM f =lgβ i + lg3

pM f =lgβ i – lg3:Chuẩn độ với pH giảm dần

pM n+

Khoảng chuyển màu

Đa số chỉ thị là acid yếu H m Ind nên:

H m Ind + M n+ MInd (n −m) + mH +

Phức chỉ bền ở một khoảng pH nhất định

Dạng H m Ind (acid) có thể khác màu với dạng

Ind (baz) (màu chỉ thị thay đổi theo pH)

CHẤT CHỈ THỊ

CƠ CHẾ CHỈ THỊ

Giúp xác định điểm cuối QT chuẩn độ chỉ một lần duy nhất

CHỈ THỊ BẤT THUẬN NGHỊCH

Do sự biến đổi bất thuận nghịch của thành phần hóa

học, cấu tạo khi thực hiện PỨ chỉ thị

CÁC CÁCH CHUẨN ĐỘ THÔNG DỤNG

CHUẨN ĐỘ TRỰC TIẾP

Thuốc thử C được cho dần vào dd chứa X

điểm cuối chuẩn độ

C + X A + B

Số Đlượng của C ≈ Số Đlượng của X

X C

Chỉ thị

Cần tiến hành ở các điều kiện đặc biệt

(nhiệt độ cao, thời gian tiếp xúc dài…)

19

AC 1

C 1 C

Lưu ý:

hợp chất AX phải bền hơn AC 1

CÁC CÁCH CHUẨN ĐỘ THÔNG DỤNG

CHUẨN ĐỘ GIÁN TIẾP

Chuyển X thành một hợp chất (kết tủa) có công thức

phân tử xác định E

Chuẩn độ một thành phần nào đó của E bằng

thuốc thử C điểm cuối chuẩn độ Chỉ thị

CĐộ Co → hàm lượng K

CĐộ Mg (Zn) → hàm lượng Na

21

CÁC CÁCH CHUẨN ĐỘ THÔNG DỤNG

CHUẨN ĐỘ LIÊN TIẾP HAY PHÂN ĐOẠN

Mẫu chứa nhiều cấu tử (X 1 , X 2 , X 3 … )

Cđộ bằng thuốc thử C (C 1 ) Xác định X 1

Cđộ tiếp bằng thuốc thử C (C 2 ) Xác định X 2

Cđộ tiếp bằng thuốc thử C (C 3 ) Xác định X 3

Cđộ tiếp bằng thuốc thử C (C … ) Xác định X …

Chỉ tiến hành được chuẩn độ liên tiếp khi trong từng

PƯ chuẩn độ chỉ có một cấu tử tham gia

C D

X

C

2) Lấy V(ml) mẫu đậm đặc (A) pha thành V 1 (ml) DD loãng (B) ;

Cđộ V X (ml) DD loãng B được V C (ml) DD chuẩn C C :

C N ( ddđđ A ) = ⇒ C(g/l) = C N (ddđđ) Đ X

hoặc tính theo số ĐL của C : C(g/l) =

V

V V

V C

X

C

C × 1

X X

C

V

VV

V

C − 3 × 1000 × 1 ×

10

23

CÁCH TÍNH KẾT QUẢ TRONG PP THỂ TÍCH

BIỂU THỨC TÍNH

MẪU RẮN

1) Cân a(g) mẫu, hòa tan và Cđộ bằng V C (ml) dd chuẩn C C :

2) Cân a(g) mẫu, hòa tan và định mức thành V 1 (ml) DD loãng; lấy V X (ml) DD đem chuẩn độ bằng V C (ml) dd chuẩn C C

X C

m

V C

10

X X

C

m V

V V

C

X = × × − × × 100 ×

10

C

V

V C V

CÁCH TÍNH KẾT QUẢ TRONG PP THỂ TÍCH

BIỂU THỨC TÍNH

CÁC GHI CHÚ

3/ Việc tính kết quả có thể được tiến hành thông qua độ chuẩn

a) Độ chuẩn của một chất (T X ) là số g hay mg X trong 1mL dd

g

T ( / ) = ( / ) = × 1000

V

m mL

mg T

X C