CHUẨN ĐỘ ĐIỆN DẪN

THIẾT BỊ VÀ SƠ ĐỒ LẮP RÁP Xem sơ đồ sau : Dd chuẩn Thuốc thử... Giao điểm của hai đường thẳng là điểm tương đương... Sau điểm tương đương thứ hai khi thừa amoniac, đường chuẩn

KỸ THUẬT CHUẨN ĐỘ ĐIỆN DẪN

GVHD:

(2082147) NGUYỄN DUY KHÁNH (2087366)

NỘI DUNG :

Mô ̣t số điều kiê ̣n chung

Thiết bi ̣ và sơ đồ lắp ráp

Cách thức tiến hành

Cách xác đi ̣nh điểm tương đương

 Nguyên tắc : dựa trên sự đo đô ̣ dẫn điê ̣n của dung di ̣ch (nhiê ̣t đô ̣ xác

đi ̣nh) Nó tỉ lê ̣ với nồng đô ̣ của chất điê ̣n li

 Ta dựng đươ ̣c đồ thi ̣ phu ̣ thuô ̣c vào đô ̣ dẫn điê ̣n của dung di ̣ch với nồng đô ̣ của nó

 Trong chuẩn đô ̣ điê ̣n dẫn, điểm cuối chuẩn đô ̣ đươ ̣c thiết lă ̣p theo sự thay đổi đô ̣ dẫn điê ̣n của dung di ̣ch Khi chuẩn đô ̣ mô ̣t chất bằng

dung di ̣ch chuẩn có thể thu đươ ̣c hơ ̣p chất điê ̣n li yếu hoă ̣c ít tan do

đó đô ̣ dẫn điê ̣n của dung di ̣ch giảm mô ̣t cách đáng kể khi đó điểm cuối chuẩn đô ̣ tương ứng với điểm cực tiểu của đô ̣ dẫn điê ̣n trên

đường cong chuẩn đô ̣ Sự thêm tiếp mô ̣t lượng nhỏ dung di ̣ch thuốc thử dẫn đến sự tăng vo ̣t đô ̣ dẫn điê ̣n của dung di ̣ch, điều đó chứng tỏ

đã đa ̣t tới điểm cuối chuẩn đô ̣

QUÁ TRÌNH CHUNG

ĐỘ DẪN ĐIỆN

 Đô ̣ dẫn điê ̣n của môi trường là tri ̣ số nghi ̣ch đảo của điê ̣n trở môi

trường: W=1/R (simen_S); Ohm-1

 Đô ̣ dẫn điê ̣n riêng là đô ̣ dẫn điê ̣n của mô ̣t lớp dung di ̣ch chất điê ̣n li giữa hai mă ̣t đối nhau của mô ̣t khối lâ ̣p phương mỗi ca ̣nh là 1 cm:

χ = 1/ρ (s/cm)

 Đô ̣ dẫn điê ̣n đương lươ ̣ng là đô ̣ dẫn điê ̣n của lớp dung di ̣ch chất

điê ̣n li có bề dày 1 cm, ở giữa hai cực có cùng điê ̣n tích đă ̣t song song thế nào cho lớp dung di ̣ch giữa hai điê ̣n cực phải chứa 1 mol

đương lươ ̣ng chất điê ̣n li hòa tan: λ = χ /C (s.cm2/mol)

 χ và λ phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ và bản chất của chất khảo

sát

Ion λ (S.cm 2 /mol) Ion λ (S.cm 2 /mol) Ion λ (S.cm 2 /mol)

64.6 OH - 198.6 Co(NH3 )63+

102.3 ClO4-

Đa ̣i lươ ̣ng λ tỉ lê ̣ với đô ̣ linh đô ̣ng của ion

Linh đô ̣ng của ion là đa ̣i lượng đă ̣c trưng cho tốc đô ̣ chuyển đô ̣ng của ion trong điều kiê ̣n su ̣t thế 1V trên đoa ̣n đường dài 1cm, linh đô ̣ng biểu diễn theo cm/s Linh đô ̣ng của ion bằng đô ̣ dẫn điê ̣n đương lượng của nó chia cho giá tri ̣ Faraday,(tính theo culông, F=96500)

Các ion H+ và OH- linh đô ̣ng nhất nên đô ̣ng dẫn điê ̣n của dung di ̣ch của chúng lớn nhất

Hằng số điê ̣n cực (K)

Điê ̣n cực đo đô ̣ dẫn đươ ̣c chế ta ̣o ra kèm theo mô ̣t hằng số điê ̣n cực

đă ̣c trưng: K=l/S (cm-1)

Tùy theo giá tri ̣ đô ̣ dẫn của từng loa ̣i dung di ̣ch, hăng số điê ̣n cực có:

• K=0,1 dùng đo dung di ̣ch có đô ̣ dẫn thấp

• K=1 dung đo dung di ̣ch có đô ̣ dẫn trung bình

• K=10 dùng đo dung di ̣ch có đô ̣ dẫn lớn như acid đă ̣c, kiềm đă ̣c…

THIẾT BỊ VÀ SƠ ĐỒ LẮP RÁP

 Xem sơ đồ sau :

Dd chuẩn Thuốc thử

CÁCH THỨC TIẾN HÀNH

 Chuẩn đô ̣ acid ma ̣nh bằng bazơ ma ̣nh

Xét chuẩn đô ̣ dung di ̣ch HCl bằng NaOH

phản ứng: H+ + Cl- + (Na+ + OH-) Na+ + Cl- + H2O

Ta có H+(λ=349,8) thay bằng Na+ (λ=50,1) đô ̣ dẫn điê ̣n của dung

điê ̣n tăng Giao điểm của hai đường thẳng là điểm tương đương

 Chuẩn đô ̣ acid rất yếu bằng bazơ ma ̣nh

Phản ứng: HBO2 + (Na+ + OH-)  BO2- + H2O + Na+

Ta có HBO2 (pk =9.2), lúc đầu acid rất ít phân ly, khi chuẩn đô ̣ các

BO2- và Na+ đươ ̣c ta ̣o thành làm tăng đô ̣ dẫn điê ̣n của dung di ̣ch Sau

đô ̣ dẫn điê ̣n của dung di ̣ch tăng nhanh hơn

χ

)

(ml

V tđ

V

 Chuẩn đô ̣ acid bằng dung di ̣ch amoniac

Trước điểm tương đương:

+ Nếu chuẩn đô ̣ acid ma ̣nh: H+ + A- +(NH3)  NH4+ + A-

⇒ Đô ̣ dẫn điê ̣n của dung di ̣ch giảm

+ Nếu chuẩn đô ̣ acid rất yếu: HA + (NH3)  NH4+ + A-

⇒ Đô ̣ dẫn điê ̣n của dung di ̣ch tăng

Sau điểm tương đương đô ̣ dẫn điê ̣n của dung di ̣ch biến đổi ít, vì

amoniac thêm vào tồn ta ̣i chủ yếu dưới da ̣ng không điê ̣n ly NH3 Đối với mô ̣t vài trường hợp điều đó rất lợi

V

χ

 Chuẩn đô ̣ đa acid bằng dung dich amoniac

Chuẩn đô ̣ acid oxalic (pk1=1.2 ; pk2=4.3) Lúc đầu đường chuẩn đô ̣

đi xuống Đoa ̣n đường này ứng với quá trình trung hòa acid tương đối

ma ̣nh Sau đó đường chuẩn đô ̣ bi ̣ uốn cong là giai đoa ̣n trung hòa cả nấc thứ nhất và nấc thứ hai của acid Vì pk1 và pk2 khá gần nhau, nên nấc thứ nhất chưa bi ̣ trung hòa hết, thì nấc thứ hai đã bắt đầu trung hòa Sau đó đường chuẩn đô ̣ la ̣i đi lên như khi kết thúc sự trung hòa mô ̣t

acid yếu Sau điểm tương đương thứ hai khi thừa amoniac, đường

chuẩn đô ̣ hầu như nằm ngang Đối với acid oxalic ta chuẩn đô ̣ bằng

amoniac tốt hơn NaOH, vì với NaOH: sau điểm tương đương thứ hai thì đường chuẩn đô ̣ tiếp tu ̣c đi lên

)

(ml

V

χ

 Chuẩn đô ̣ phức chất: chuẩn đô ̣ thủy ngân (II) bằng dung di ̣ch xyanua Trong dung di ̣ch thủy ngân tồn ta ̣i da ̣ng Hg2+ Nếu chuẩn đô ̣ dung

di ̣ch đó bằng KCN sẽ có phản ứng:

Hg2+ + (2K+ + 2CN- )  Hg(CN)2 + 2K+

Trước điểm tương đương mỗi ion Hg2+ đươ ̣c thay bởi hai ion K+,và

đô ̣ dẫn điê ̣n ít bi ̣ thay đổi Sau điểm tương đương ion K+ và CN- thêm vào làm tăng đô ̣ dẫn điê ̣n:

 Khi có mă ̣t acid tự do trong dung di ̣ch muối thủy ngân, (ví du ̣ : acid nitric) Trước điểm tương đương vẫn xảy ra phản ứng:

 Chuẩn đô ̣ kết tủa:

꣠ Phản ứng : Ag+ + NO3- + (H+ + Cl-) AgCl + H+ +NO

Ta có Ag+(λ=61,9) thay bằng H+(λ=349,8) đô ̣ dẫn điê ̣n của dung di ̣ch tăng.Sau điểm tương đương,dung di ̣ch HCl dư_đô ̣ dẫn điê ̣n tăng

nhanh.Giao điểm của hai đường thẳng cho phép xác đi ̣nh điểm tương đương

Chuẩn độ AgNO 3 bằng dung di ̣ch BaCl 2

Phản ứng : 2Ag+ + NO3-+ (Ba2++ 2Cl)  2AgCl + Ba2+ + 2NO3

Ta có Ag+(λ=61,9) thay bằng Ba2+(λ=63,6) đô ̣ dẫn điê ̣n của dung

di ̣ch thay đổi không đáng kể Sau điểm tương đương, dung di ̣ch

BaCl2dư_đô ̣ dẩn điê ̣n dung di ̣ch tăng Giao điểm của hai đường thẳng cho phép xác đi ̣nh điểm tương đương

χ

)

(ml

V tđ

V

CÁCH XÁC ĐI ̣NH ĐIỂM TƯƠNG ĐƯƠNG

Trong chuẩn đô ̣ đô ̣ dẫn, đường cong chuẩn đô ̣ gãy khúc như trên rất hiếm.Phần lớn ta ̣i điểm tương đương không xảy ra sự thay đổi đô ̣t ngô ̣t

 Phép chuẩn đô ̣ càng chính xác nếu đô ̣ dốc của đường cong ở hai phía của điểm tương đương biến đổi càng ma ̣nh Có thể thay đổi đô ̣ dốc của các nhánh bằng cách sau:

+Thay đổi tổng số điê ̣n tích của các ion trong dung di ̣ch được chuẩn

ví du ̣: HgCl2 + (2K+ + 2CN-)  Hg(CN)2 + 2K+ + 2CN

-⇒ Điê ̣n tích tăng từ 0 đến 4

Nếu có thể, cố gắng cho ̣n phản ứng chuẩn đô ̣ nào mà tổng số điê ̣n tích bi ̣ thay đổi nhiều nhất Như chúng ta biết chuẩn đô ̣ acid yếu bằng dung di ̣ch amoniac tốt hơn dung di ̣ch natri hydroxyt Trong phản ứng

ta ̣o phức ta có: Al3+ + (C2O42- + 2Na+)  AlC2O4+ + 2Na+

=> Điê ̣n tích không thay đổi Còn đối với phản ứng:

AlC2O4+ + (C2O42- + 2Na+)  Al(C2O4)2- + 2Na+

=> Điê ̣n tích thay đổi từ 1 đến 3 Nếu phức có số phối tử lớn thì điê ̣n tích thay đổi nhiều hơn, từ 1 đến 5 với phản ứng sau:

Al(C2O4)2- + (C2O42- + 2Na+)  Al(C2O4)33- + 2Na+

+Thay đổi độ linh động của ion

Ví du ̣: H+ + (CN- + K+)  HCN + K+

⇒ Số điê ̣n tích không thay đổi, nhưng H+ rất linh đô ̣ng bi ̣ thay thế bởi K+

kém linh đô ̣ng hơn rất nhiều Lưu ý đô ̣ linh đô ̣ng của ion phu ̣ thuô ̣c vào nhiê ̣t

đô ̣, khi nhiê ̣t đô ̣ thay đổi 1 o C đô ̣ dẫn điê ̣n thay đổi 2-2.5% Do đó cần giữ nhiê ̣t đô ̣ không đổi trong thời gian chuẩn đô ̣, cũng không nên chuẩn đô ̣ dung di ̣ch đă ̣c, vì lúc đó nhiê ̣t đô ̣ có thể tăng lên do nhiê ̣t thoát ra trong phản ứng

+Ảnh hưởng của dung di ̣ch đê ̣m

Dung di ̣ch đê ̣m ảnh rất lớn đến phép chuẩn đô ̣ Ví du ̣ như khi kết tủa niken bằng dimetylglyoxim, trong dung di ̣ch đê ̣m axetat, xảy ra phản ứng sau:

Ni2+ + 2CH3COO- + (2HD)  NiD2 + 2CH3COOH Còn trong môi trường amoniac, có phản ứng sau:

Ni2+ + 2NH3 + (2HD)  NiD2 + 2NH4+

Trong trường hợp amoniac đô ̣ dẫn điê ̣n của dung di ̣ch trước và sau điểm tương đương hầu như đồng nhất

Hình chuẩn độ niken

Ni 2+ + 2CH3COO - + (2HD)  NiD2 + 2CH3COOH

Ni 2+ + 2NH3 + (2HD)  NiD2 + 2NH4+

+Chiều chuẩn độ: nghĩa là thêm thuốc thử vào dung di ̣ch cần chuẩn đô ̣

hoă ̣c ngươ ̣c la ̣i, không thể tùy tiê ̣n Các đường chuẩn đô ̣ theo hai chiều ngươ ̣c nhau có thể rất khác nhau Xem các ví du ̣ sau:

Phản ứng giữa amoniac và acid clohydric có thể diễn ra theo:

H+ + (NH3)  NH4+

Hoă ̣c theo chiều khác: NH3 + ( H+ + Cl- )  NH4+ + Cl

H + + (NH3)  NH4+

NH3 + ( H + + Cl - )  NH4+ + Cl