Giới thiệu về Hoá học phân tích

lí thuyết và bài tập hóa phân tích 2

Chem 222 Hoá học phân tích

Giáo trình:

 Hoá học phân tích, Từ Vọng Nghi

 Modern Analytical Chemistry, Harvey

 Giảng viên:

 Phạm Thị Ngọc Mai, Từ Bình Minh

 Email: m.t.n.pham@gmail.com

Sinh viên:

- Thảo luận trên lớp, bài tập trên lớp, seminar theo nhóm (mỗi nhóm khoảng

3-4 sinh viên)

- Bài tập về nhà: gửi qua email

- Kiểm tra 15’, giữa kì, cuối kì

Đánh giá :

- Cuối kì : 60%

- Thường xuyên: bài tập về nhà, bài tập trên lớp, seminar, kiểm tra 15’ : 20%

Chú ý:

- Thoải mái hỏi và sửa lại cho giáo viên!!

- Giữ im lặng trong lớp, nếu mệt hoặc buồn ngủ có thể xin phép ra ngoài

- Không điểm danh, nhưng phải có đủ các điểm đánh giá

Bài 1

Giới thiệu về Hoá học phân tích

 Tại sao phải học Hoá học phân tích?

 Hoá học phân tích quan trọng như thế nào?

 Chúng ta sẽ học những gì?

Hoá học phân tích là gì?

“Hoá học phân tích là những gì mà các nhà hoá

học phân tích làm” C.N.Reilly (1925-1981)

 Phân tích hoá học

 Phát triển các phương pháp phân tích đã có sẵn áp dụng để

hoàn thiện hơn, áp dụng cho các đối tượng mẫu mới

 Xây dựng phương pháp phân tích mới

Ví dụ : Phát trỉển phương pháp xác định Ni2+

 ICP-MS vài phút, không cần tách Ni2+ ra khỏi

các kim khác

PHÂN LOẠI

Phân tích định tính:

Có lượng bao nhiêu?

Phân tích đặc trưng

Tính chất lí học và bề mặt

Phát triển phương pháp

Hoá học phân tích

Mục tiêu chính của môn học

CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

(Định tính và Định lượng)

Phân tích

hoá học

Phân tích

Công cụ

Phân tích

Trọng lượng

Phân tích Thể tích

Phân tích Điện hoá

Phân tích Quang phổ

Phân tích Sắc ký

Độ chính xác cao

Chi phí thấp

Tốn thời gian

Xác định nồng độ lớn ( 10-4M)

Độ chính xác thấp Giá thành cao Nhanh Xác định đựoc nồng độ nhỏ (ppm, ppb )

Nhóm phương pháp nào tốt hơn?

Cần làm gì để xác định As trong nước uống?

Xác định vấn đề

-Cần phân tích cái gì, trong đối tượng

mẫu nào? Định tính hay định lượng

-Ai se dùng thông tin khi nào, để làm

gì?

-Cần độ chính xác như thế nào?

-Kinh phí phân tích

Chọn phương pháp dựa trên

- loại mẫu, lượng mẫu,

- khoảng nồng độ chất trong mẫu,

nền mẫu, các chất có thể cản trở

- độ chính xác

- thiết bị đô sẵn có

-Thời gian, tốc độ, chi phí

-Phương pháp có sẵn (tốt nhất nên

dùng phương pháp chuẩn)

Lấy mẫu đại diện

Chuân bị mẫu để phân tích

-Phân huỷ mẫu -Tách hoặc che các chất cản trở -Làm giàu nếu nồng độ chất quá nhỏ

- Tạo môi trường phù hợp

Tiến hành đo

-Chuẩn hoá -Validation

Tính toán và báo cáo kết quả

-Xử lí thống kê số liệu -Báo cáo kết quả kèm theo thông tin về độ chính xác

Nội dung học

 Các khái niệm chung: các số có nghĩa, các loại

nồng độ, cách pha dung dịch, các dụng cụ trong

phòng thí nghiệm Hóa phân tích

 Xử lí thống kê: sai số, lan truyền sai số, các đặc

trưng của một tập số liệu, phân tích thống kê

 Đại cương về phân tích trọng lượng.

 Đại cương về phân tích thể tích (chuẩn độ)

 Cân bằng hoá học, cách tính hằng số cân bằng,

Nguyên lí Le Chatelier, Hoạt độ

 Cân bằng axit-bazơ

 Chuẩn độ axit-bazơ

 Cân bằng tạo phức

 Chuẩn độ tạo phức

 Cân bằng kết tủa

 Chuẩn độ kết tủa

 Cân bằng oxi hoá-khử

 Chuẩn độ oxi hoá-khử

2 Các khái niệm chung

Phép đo-Số có nghĩa

Biểu diễn theo hệ thập phân: 0,01

Biểu diễn theo lũy thừa: 1x10 -2

Số có nghĩa

 Biểu diễn một kết quả đo như thế nào?  phải thể hiện được giá trị

đo cùng với độ chính xác của phép đo



 Nếu m = 1.2000 g  có thể viết: 1.2 g?

 Con số có nghĩa: phản ánh giá trị của phép đo cùng với độ chính

xác

 Số con số có nghĩa: số con số ít nhất cần viết để đảm bảo vẫn giữ

độ chính xác của giá trị đo

 Trong một phép đo = số con số có giá trị tin cậy + 1 số có giá trị bất

định (trong ví dụ trên là 4 + 1 = 5)

m = 1.2637 0.0001g Giá trị

Độ chính xác (độ bất định)

Có giá trị bất định

Có giá trị tin cậy

Cách ghi kết quả và làm tròn số

Với phép đo trực tiếp:

Số cuối cùng là số gần đúng, số trước số cuối

cùng là số chính xác

VD: Với buret, thể tích ở giữa 20,1 và 20,2 mL,

Ghi kết quả: 20,15 ( 0.02 mL)

Với phép đo gián tiếp:

Tuân theo nguyên tắc làm tròn số con số có

nghĩa trong tính toán (xem phần sau)

Chuyển sang lũy thừa : 9.90x10-2g  3 số có nghĩa.

 Cách khác: số 0 đứng ngay trước hoặc đứng ngay sau dấu phẩy, không

phải là số có nghĩa, số 0 đứng cuối cùng: có thể là số có nghĩa

 Ví dụ

Tìm số con số có nghĩa trong những phép đo sau:

3 s.f 1.20×10-2mol HCl

4 s.f 6.053×103mg CaCO3

4 s.f

2 s.f

Số có nghĩa trong tính toán

 Khi kết quả phân tích được tính toán từ vài phép đo có độ

chính xác khác nhau  ghi kết quả cuối cùng như thế nào?

 Làm tròn kết quả: độ bất định của kết quả = độ bất định nào

lớn nhất của phép đo trong quá trình phân tích.

 Làm tròn:

1 Lớn hơn một nửa, làm tròn lên;

2 Nhỏ hơn một nửa, làm tròn xuống;

3 Đúng bằng một nửa, làm tròn đến số chẵn gần nhất

Ví dụ: 12.450 làm tròn: 12.4

Số có nghĩa trong tính toán

 Trong cộng và trừ:

Làm tròn đến số con số thập phân bằng với số con số

thập phân của số hạng có ít số thập phân nhất (ít chính

xác nhất).

(có thể dựa vào số con số sau dấu phẩy).

 Trong nhân và chia:

Giữ lại số con số có nghĩa bằng với số con số có nghĩa

của số hạng có ít số có nghĩa nhất (key number)

(dựa vào số con số có nghĩa)

Số có nghĩa trong tính toán

Ví dụ 1:

9.65103+ 9.650104+ 9.65105= ?

Ví dụ 2:

 Key number 891

Kết quả: 546.6

57 546 5247 0 6 132

891 68 42







 phần trước dấu phẩy phần sau dấu phẩy.

 Số con số có nghĩa trong phần sau dấu phẩy của log

(20): bằng số con số có nghĩa của 20 (bằng 2).

 log 20 = 1.30 ;

 log 339 = 2.530;

 log 1,124x10 13 = 13.0508

 Số con số có nghĩa trong antilog: bằng số con số có

nghĩa trong phần sau dấu phẩy của logarit

 antilog 4,37 = 104,37= 2,3x104

 antilog 2,53 = 102,53= 3,4x102

Nồng độ

 Định nghĩa chung:

 Nồng độ = lượng chất tan/ lượng dung dịch.

 Các loại nồng độ khác nhau:

N: nồng độ đương lựong gam/L

Nồng độ %

Độ chuẩn

Nồng độ ppm, ppb



Bảng công thức tính các loại nồng độ

Các loại nồng độ Kí hiệu Công thức tính Ghi chú

Nồng độ mol C M

C M =

V

nA

=

dÞch dung tÝch thÓ

A chÊt mol sè

Nồng độ đương lượng C N C N

gdich thetichdun ngchat soduongluo V

N A



 NA = n A xso_duong_ luong*

Nồng độ phần trăm

Nồng độ phần trăm khối lượng

Nồng độ phần trăm khối luợng/thể

tích

Nồng độ phần trăm thể tích/thể tích

C%

C% ( w/w) C%(w/v) C% (v/v)

C% (w/w) =

dd ct

m m

x100%

C%(w/v) =

) ( )

mL V g m

dd

ct x100%

C%(v/v) =

dd ct

V V

x100%

Đô chuẩn

Độ chuẩn theo chất cần xác định

(hay dùng trong phân tích hàng loạt)

T

T r/x

) (

)

mL dd ct

V g m

T

) ( )

mL V g m T

r x

 mứng với V mL chất chuẩnx: số g chất cần xác định phản

V r : thể tích chất chuẩn (mL)

Nồng độ phần triệu (ppm)

Nồng độ phần tỉ (ppb)

(dùng v ới dung dịch rất loãng)

C ppm

Cppb

ppm =

L mg L g g g x m m đ

ct   





6

10

ppb =

L g pg g x m m

dd

ct 



 9

10

Bài tập

Thí dụ 1.3: a) Tính nồng độ mol của dung dịch Pb2+từ nồng độ 1ppm, b)

Lượng cân của Pb(NO3)2 là bao nhiêu để hoà tan vào 1l nước, có nồng độ

100ppm

Giải: a) 1ppm= 1mg/l= 1.10-3g/l

3

10 83 , 4 207 10

b) 100 ppm =100mg/l= 0,1 g/l

Số mol Pb2+ là 0,1/207= 4,84.10-4 M/l

Lượng cân là 4,84.10-4 283,2 = 0,137g

* Chuyển đổi từ nồng độ CM sang ppm

Thí dụ 1.4: Tính nồng độ ppm của dung dịch Cu2+ 10-6 M (KLPT của Cu là

64)

Giải: số mg Cu2+ là 10-6 1000.64 = 64.10-3 mg

Vậy 64.10-3mg /l = 64.10-3ppm (0,064ppm)

độ mol/L của dung dịch này.

ĐS: 14,8 M

 Ví dụ 2.3:

Nồng độ lớn nhất cho phép của Cl trong nước sinh hoạt là

2,50 × 102ppm Khi hàm lượng Cl vượt quá giới hạn này,

nước sẽ có vị mặn Tính giới hạn này theo nồng độ mol/L?

Answer: 7,04x10-3M