GIÁO ÁN Hóa học phân tích định lượng

Biết các yêu cầu đối với phản ứng dùng trong phân tích thể tích và các phương pháp phân tích thể tích.. Đương lượng gam - Đương lượng gam của một chất là khối lượng tính ra gam của chất

KẾ HOẠCH BÀI GIẢNG Tên môn học: Hóa học phân tích định lượng

Tên bài học: Phương pháp phân tích thể tích

Số tiết giảng: 08 tiết

Đối tượng: Dược sĩ trung cấp

Giáo viên: Dương Thị Oanh

Mục tiêu học tập:

Sau khi học xong bài học, học sinh cần:

1 Hiểu được nguyên tắc chung của phương pháp phân tích thể tích

2 Hiểu thế nào là điểm tương đương, điểm kết thúc và biết cách xác định chúng

3 Biết các yêu cầu đối với phản ứng dùng trong phân tích thể tích và các phương pháp phân tích thể tích

4 Biết các cách chuẩn độ dùng trong phân tích thể tích

5 Biết các dung dịch dùng trong phân tích thể tích

6 Hiểu được cách tính kết quả trong phân tích thể tích

ĐỒ DÙNG VÀ TRANG THIẾT BỊ DẠY HỌC:

+ Phấn, bảng, máy chiếu

+ Giáo án lý thuyết

HÌNH THỨC TỔ CHỨC DẠY HỌC:

Thuyết trình và các phương pháp dạy và học tích cực

I ỔN ĐỊNH LỚP HỌC: (02 phút)

1.Tổng số học sinh - Có mặt:

- Vắng mặt:

+ Có lý do:

+ Không có lý do

2 Kiểm tra bài cũ: (05 phút)

 Dự kiến kiểm tra:

Nguyễn Văn A

Nguyễn Văn B

Câu hỏi kiểm tra bài cũ:

1 Nêu nguyên tắc chung và các phương pháp phân tích khối lượng?

2 Nêu các thao tác chung trong phân tích khối lượng?

II KẾ HOẠCH BÀI GIẢNG

S

T

T

Nội dung bài học

Hoạt động giảng dạy Thời

gian (phút)

Hoạt động của GV

Hoạt động của HS

1

Các dung dịch dùng trong

phân tích thể tích

1.1 Dung dịch phần trăm - Thuyết trình

- Phát vấn

- Nghe giảng, ghi chép

- Trả lời

13

1.2 Dung dịch đương

lượng

1.2.1 Đương lượng gam - Thuyết trình

- Phát vấn

- Nghe giảng, ghi chép

- Trả lời

10

1.2.2 Dung dịch đương

lượng

- Thuyết trình

- Phát vấn

- Nghe giảng, ghi chép

- Trả lời

10

1.2.3 Tác dụng giữa các

dung dịch đương lượng

- Thuyết trình

- Phát vấn

- Nghe giảng, ghi chép

- Trả lời

5

1.3 Độ chuẩn - Thuyết trình

- Phát vấn

- Nghe giảng, ghi bài

10

- Trả lời

2 Nguyên tắc chung của

phương pháp phân tích

thể tích

- Thuyết trình

- Phát vấn

- Nghe, ghi bài

- Trả lời câu hỏi

25

3 Điểm tương đương,điểm

kết thúc

3.1 Điểm tương đương và

cách xác định điểm tương

đương

- Điểm tương đương

- Cách xác định điểm tương

đương

- Thuyết trình

- Phát vấn

- Nghe, ghi bài

- Trả lời câu hỏi

15

3.2 Điểm kết thúc

- Thuyết trình

- Phát vấn

- Nghe, ghi bài

- Trả lời câu hỏi

5

4 Yêu cầu đối với phản ứng

trong phân tích thể tích

- Thuyết trình

- Phát vấn

- Nghe giảng, ghi bài

- Trả lời câu hỏi

5

5 Phân loại phương pháp

phân tích thể tích

- Thuyết trình

- Phát vấn

- Nghe, ghi bài

- Trả lời câu hỏi

5

6 Các cách chuẩn độ

6.1 Chuẩn độ thẳng (trực

tiếp)

- Thuyết trình

- Phát vấn

- Nghe, ghi bài

- Trả lời câu hỏi

5

6.2 Chuẩn độ thừa trừ

(chuẩn độ ngược)

- Thuyết trình

- Phát vấn

- Nghe giảng, ghi bài

5

- Trả lời câu hỏi

6.3 Chuẩn độ thế - Thuyết trình

- Phát vấn

- Nghe giảng, ghi bài

- Trả lời câu hỏi

5

7 Tính kết quả trong phân

tích thể tích

7.1 Tính kết quả trong

phương pháp định lượng

trực tiếp hoặc phương

pháp thế

Cách 1: Tính theo nồng độ

đương lượng

Cách 2: Tính theo độ chuẩn

- Thuyết trình

- Phát vấn

- Nghe, ghi bài

- Trả lời câu hỏi

110

7.2 Tính kết quả trong

phương pháp thừa trừ

- Thuyết trình

- Phát vấn

- Nghe, ghi bài

- Trả lời câu hỏi

110

8 Củng cố bài

Hướng dẫn tự học

- Thuyết trình - Nghe, ghi

chép

10

Tài liệu tham khảo -Thuyết trình Nghe, ghi

chép

5

Dương Thị Oanh

BÀI GIẢNG CHI TIẾT

BÀI 3: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

1 Hiểu được nguyên tắc chung của phương pháp phân tích thể tích

2 Hiểu thế nào là điểm tương đương, điểm kết thúc và biết cách xác định chúng

3 Biết các yêu cầu đối với phản ứng dùng trong phân tích thể tích và các phương pháp phân tích thể tích

4 Biết các cách chuẩn độ dùng trong phân tích thể tích

5 Biết các dung dịch dùng trong phân tích thể tích

6 Hiểu được cách tính kết quả trong phân tích thể tích

B NỘI DUNG

1.CÁC DUNG DỊCH DÙNG TRONG PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

1.1 Dung dịch phần trăm

- Là dung dịch có nồng độ biểu thị bằng số gam chất tan có trong 100g dung dịch ( kí hiệu là C%)

- Công thức tính: dd

% m ct .100

C m



Trong đó: mct: khối lượng chất tan (g)

mdd: khối lượng dung dịch (g)

vì mdd = d.Vdd mà trong ngành dược thường coi d = 1g/ml nên

dd

% m ct.100

C V



- Ví dụ 1: Tính lượng NaCl nguyên chất cần dùng để pha được 100ml

DD NaCl 10%?

Cách tính:

- Áp dụng công thức:

- Thay số đã cho vào CT trên

- Ví dụ 2: Cần pha 1lít dung dịch HCl 0,3% thì cần bao nhiêu ml dung dịch HCl 36,5% ?

Cách tính:

- Tính khối lượng HCl cần dùng:

vì 1 lít = 1000ml

d.d

d d

c t

C V



�

.

10.100

10( ) 100

c t

m   g

d.d

d d

c t

C V



�

- Tính thể tích dung dịch HCl 36,5% cần dùng:

1.2 Dung dịch đương lượng

1.2.1 Đương lượng gam

- Đương lượng gam của một chất là khối lượng tính ra gam của chất

đó phản ứng vừa đủ với 1 đương lượng gam hidro hay với một đương lượng gam của một chất bất kỳ nào khác (kí hiệu E)

- Công thức tính:

với E : đương lượng gam của chất cần xác định

M: khối lượng mol phân tử của chất cần xác định

n : tùy theo loại hợp chất mà có giá trị khác nhau

- Cách xác định n:

+ Base: số nhóm OH tham gia phản ứng của một phân tử base + Acid: số nguyên tử hidroacid tham gia phản ứng của một phân tử acid

+ Muối: tổng hóa trị của các nguyên tử kim loại tham gia phản ứng của một phân tử muối

+ Chất OXH –K: số electron trao đổi

- Ví dụ: Dựa vào các phương trình phản ứng sau, hãy tính đương lượng gam của các hợp chất tham gia phản ứng

1, NaOH + H2SO4  Na2SO4 + 2 H2O

2, Ba(OH)2 + CH3COOH  (CH3COO)2Ba + 2H2O

3, FeCl2 + Ca(OH)2  Fe(OH)2 + CaCl2

4, FeCl3 + CuNO3  Fe(NO3)3 + CuCl2

5, Fe2O3 + CO  Fe + CO2

6, CuO + CO  Cu + CO2

1.2.2 Dung dịch đương lượng

- Là dung dịch có nồng độ biểu thị bằng số đương lượng gam chất tan có

trong 1000ml dung dịch (kí hiệu là CN)

d.d

C % = 100 m

d d

c t

C V



�

M E

n



- Công thức tính: dd

.1000

ct N

m C

E V



Trong đó: mct: khối lượng chất tan (g)

Vdd: thể tích dung dịch (ml) E: đương lượng gam chất tan (g)

- Ví dụ: Tính lượng NaOH nguyên chất cần lấy để pha 1 lít dung dịch NaOH 0,1N?

Cách tính:

+ Áp dụng CT:

+ Thay số đã cho vào công thức trên:

1.2.3 Tác dụng giữa các dung dịch đương lượng

- Theo định luật tác dụng đương lượng: Trong phản ứng hóa học cứ bao

nhiêu đương lượng gam của chất này thì phản ứng vừa đủ với bấy nhiêu đương lượng gam của chất kia hay hai chất có số đương lượng gam bằng nhau thì tác dụng vừa đủ với nhau

- Khi hai DD có nồng độ đương lượng bằng nhau thì chúng tác dụng với nhau theo những thể tích bằng nhau

- Khi hai DD có nồng độ đương lượng khác nhau mà tác dụng vừa đủ với nhau thì thể tích của chúng tỉ lệ nghịch với nồng độ

Giả sử DD A có nồng độ là N1, thể tích là V1

DD B có nồng độ là N2, thể tích là V2

thì:

1 2

2 1

N V

N V

 N1.V1 = N2.V2

- Ví dụ: Xác định nồng độ đương lượng của 10ml DD CH3COOH cần dùng để tác dụng vừa đủ với 20ml DD NaOH 0,1N?

Cách tính như sau:

+ Áp dụng công thức:

d.d

C = 1000 m =

.

0,1.40.1000

4 1000

c t

2 2

1 1 2 2 1

1

N V

N V = N V N =

V

�

+ Thay số đã cho vào công thức:

1.3 Độ chuẩn

- Độ chuẩn của dung dịch được biểu thị bằng số gam chất tan có trong 1ml dung dịch (kí hiệu là T)

Ví dụ: T H SO 2 4 = 0,0098 g/ml là trong 1ml DD acid sulfuric này có chứa 0,0098 gam H2SO4 nguyên chất

Công thức tính:

dd

c t m T V



Trong đó: T: độ chuẩn của dung dịch (g/ml)

Vdd: thể tích dung dịch (ml)

mc.t: khối lượng chất tan (g)

- Độ chuẩn của dung dịch A theo chất cần xác định B là số gam chất B tác dụng vừa đủ với 1ml dung dịch chất A (kí hiệu TA/B)

Ví dụ: T HCl/Na CO 2 3 = 0,0053 g/ml là 1ml DD acid HCl tác dụng vừa đủ với

0,0053 gam Na2CO3 nguyên chất (hay 1 ml HCl tương đương 0,0053 gam

Na2CO3 )

- Công thức tính:

/

1000

A B

A B

N E

T  Trong đó: TA/B: độ chuẩn của dung dịch A đối với chất cần xác định B

NA: nồng độ đương lượng của dung dịch A

EB: đương lượng gam của chất cần xác định B

Ví dụ: Tính độ chuẩn của dung dịch HCl đối với NaOH, biết rằng khi định lượng DD NaOH dùng DD chuẩn độ là HCl 0,1 N?

Cách tính như sau:

+ Áp dụng công thức:

N E

N E

+ Thay số đã chon vào công thức trên:

1

0,1.20

N = = 0,2 N

10

0,1.40

2 NGUYÊN TẮC CHUNG CỦA PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

- Phương pháp phân tích thể tích dựa trên cơ sở đo thể tích chính xác của dung dịch thuốc thử đã biết nồng độ chính xác tiêu thụ vừa đủ trong phản ứng hóa học với chất cần định lượng

R + X = P + Q

Từ thuốc thử R có nồng độ đã biết và thể tích mẫu thử chứa X , xác định hàm lượng của X

Thêm từ từ thuốc thử R ( trên buret) vào một thể tích chính xác dung dịch chất cần phân tích X ( ở dưới bình nón) đến khi phản ứng xảy ra vừa đủ thì dừng lại đọc thể tích R đã phản ứng

3 ĐIỂM TƯƠNG ĐƯƠNG, ĐIỂM KẾT THÚC

3.1 Điểm tương đương:

- Là thời điểm thuốc thử R cho vào vừa đủ để phản ứng hết với toàn bộ chất X

- Tại điểm tương đương số đương lượng gam TT đã phản ứng bằng số đương lượng gam của chất cần xác định được gọi là điểm tương

đương

- Cách xác định điểm tương đương

+ Dựa vào sự thay đổi màu sắc của chỉ thị + Dựa vào sự thay đổi đột biến của các thông số vật lý

- Chỉ thị:

Là chất được dùng để xác định lân cận điểm tương đương vì có hiện tượng đổi màu mà mắt thường quan sát được

- Ví dụ: Định lượng acid oxalic bằng dung dịch natri hydroyd có thể chọn chỉ thị phenolphtalein vì:

H2C2O4 + 2NaOH  Na2C2O4 + 2H2O Trước điểm tương đương trong DD còn acid nên phenolphtalein không màu

Sau điểm tương đương DD dư kiềm nên phenolphtalein có màu hồng

 Vậy điểm tương đương DD từ không màu chuyển sang màu hồng

3.2 Điểm kết thúc:

Là thời điểm mà ở đó chất chỉ thị có những biến đổi giúp ta kết thúc sự chuẩn độ

Sự sai lệch giữa điểm tương đương và điểm kết thúc chuẩn độ gây ra sai

số của phép định lượng nên cần chọn chỉ thị sao cho sai số nhỏ nhất

4 YÊU CẦU ĐỐI VỚI PHẢN ỨNG DÙNG TRONG PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

1 Phải xảy ra hoàn toàn

2 Phải xảy ra đủ nhanh

3 Phải có tính chọn lọc cao, nghĩa là chỉ xảy ra giữa thuốc thử với chất cần xác định, không có phản ứng phụ

4 Phải xác định được chính xác điểm tương đương

5 PHÂN LOẠI PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

1 Phương pháp acid – base là phương pháp dựa vào phản ứng trung hòa giữa axit và bazo

Acid + base → muối + nước

H2SO4 + NaOH → Na2SO4 + H2O

2 Phương pháp oxy hóa khử là phương pháp dựa vào phản ứng oxi hóa – khử

OXH1 + KH2 → KH1 + OXH 2

3 Phương pháp kết tủa là phương pháp dựa vào phản ứng định lượng tạo kết tủa:

NaCl + AgNO3 → AgCl↓ + NaNO3

6 CÁC CÁCH CHUẨN ĐỘ

1 Chuẩn độ thẳng (trực tiếp)

Cho dung dịch chuẩn độ phản ứng trực tiếp với chất cần định lượng

2 Chuẩn độ thừa trừ (chuẩn độ ngược)

Cho thể tích chính xác và dư một dung dịch thuốc thử chuẩn độ tác dung với một lượng chính xác dung dich chính xác chất cần định lượng Tiếp đó chuẩn độ thuốc thử dư bằng một dung dịch chuẩn độ khác

3 Chuẩn độ thế

Khi cho một thể tích chính xác dung dịch cần định lượng tác dụng với một lượng dư thuốc thử, phản ứng sẽ sinh ra một chất mới có số

đương lượng tương đương với số đương lượng của chất cần xác định Sau đó định lượng chất mới sinh ra bằng một dung dịch thuốc thử chuẩn độ

7 TÍNH KẾT QUẢ TRONG PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

7.1 Tính kết quả trong phương pháp định lượng trực tiếp hoặc phương pháp thế có 2 cách:

a, Cách 1: Tính theo nồng độ đương lượng

- Tính nồng độ của dung dịch A trong bình định mức:

- Tính khối lượng chất tan A có trong 1l dung dịch (đã pha trong bình định mức kí hiệu là P (g/l))

P (g/l) = N1.EA

- Tính khối lượng chất tan A có trong Vml chế phẩm (hoặc trong Vđ.m

dung dịch)

( / ) 1000

c t d m

P g l

m  V

- Tính nồng độ % (hoặc hàm lượng %) của chế phẩm:

dd

% m ct .100

C V



b, Cách 2: Tính theo độ chuẩn

- Tính độ chuẩn:

/

1000

A B

A B

N E

T 

- Tính lượng chất tan A có trong V1 ml DD

m1 = V2.TA/B (g)

- Tính lượng chất tan có trong Vđ.m ml DD (hay có trong V ml mẫu):

1 d.m

.

m

m V V



(g)

- Tính nồng độ % (hay hàm lượng %) của chế phẩm:

.100

m C V



7.2 Tính kết quả trong phương pháp thừa trừ ( chuẩn độ ngược)

2 2

1 1 2 2 1

1

N V

N V = N V N =

V

�

Giả sử lấy VB ml chất cần định lượng B thêm VA ml dung dịch chuẩn

A có nồng độ NA ,(dung dịch chuẩn A cho thừa), chuẩn độ chất

A còn lại hết VC ml dung dịch chuẩn C có nồng độ NC, khi đó:

NA.VA =NB.VB + Nc.VC

.

A A C C B

B

N V N V N

V



