PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH (PP CHUẨN ĐỘ) (HÓA PHÂN TÍCH SLIDE CHƯƠNG 7)

Trắc nghiệm, bài giảng pptx các môn chuyên ngành Y dược và các ngành khác hay nhất có tại “tài liệu ngành Y dược hay nhất”; https://123doc.net/users/home/user_home.php?use_id=7046916. Slide bài giảng môn hóa phân tích ppt dành cho sinh viên chuyên ngành công nghệ - kỹ thuật, Y dược và các ngành khác. Trong bộ sưu tập có trắc nghiệm kèm đáp án chi tiết các môn, giúp sinh viên tự ôn tập và học tập tốt môn hóa phân tích bậc cao đẳng đại học chuyên ngành công nghệ - kỹ thuật, Y dược và các ngành khác

5 0

4 0

3 0

2 0

1 0 0

Burette (C)

Erlen (X)

CHƯƠNG 7

PHƯƠNG PHÁP

PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

(PP CHUẨN ĐỘ)

7.1 Định nghĩa-Một số khái niệm

PP PHÂN TÍCH THỂ

TÍCH

PP PHÂN TÍCH THỂ

TÍCH

ĐỊNH NGHĨA

5 0

4 0

3 0

2 0

1 0 0

Burette (C)

Erlen (X)

PT thể tích là PP định lượng cấu tử

X dựa trên phép đo thể tích

Sự định phân (chuẩn đô): Sự thêm

dần môt DD có nồng đô xác định,

có thể tích kiểm soát được vào môt

DD cần được xác định nồng đô

đến thời điểm kết thúc phản ứng

PHẢN ỨNG CHUẨN ĐỘ-ĐIỂM TƯƠNG ĐƯƠNG

5 0

4 0

3 0

2 0

1 0 0

Burette (C)

Erlen (X)

Phản ứng chuẩn đô

(Dung dịch X được chứa trong erlen

/buret tùy trường hợp cụ thể)

Điểm tương đương

Thời điểm số đương lượng của C=

số đương lượng của X

Điểm tương đương (V tđ ) được xác định dựa vào sự

đổi màu, xuất hiện/biến mất tủa… nhờ việc sử dụng

C + X ⇄ A + B

ĐIỂM CUỐI

5 0

4 0

3 0

2 0

1 0 0

Burette (C)

Erlen (X)

V f = V tđ : phép chuẩn đô không có

sai số chỉ thị

Thời điểm dừng chuẩn đô theo các

dấu hiệu đặc trưng cung cấp bởi

chất chỉ thị được gọi là điểm cuối (Vf ):

V f ≠ V tđ : phép chuẩn đô có sai số

chỉ thị

ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ

ĐỊNH NGHĨA

Đường chuẩn đô là đường biểu diễn sự biến

đổi môt đại lượng nào đó trong DDPT theo

lượng thuốc thử thêm vào

ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ

n : số(mili) đương lượng của X ban đầu

BIỂU DIỄN ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ

Trục tung: [C], [X], lgC, lgX, pC, pX, E, pH…

Trục hoành: biểu diễn lượng chất chuẩn

thêm vào (ml, số đương lượng hay theo f

ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ

BIỂU DIỄN ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ

1) Đường biểu diễn sự biến thiên của [X],[C],[A],

[B] theo lượng chất chuẩn C thêm vào

Log [X]

Log [C]

2) Đường biểu diễn sự biến thiên của lg[X], lg[C],

pX = – lg[X] hay pC = – log [C], pH, E theo lượng

thuốc thử thêm vào

ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ

BIỂU DIỄN ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ

ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ

CÔNG DỤNG ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ

1.Theo dõi sự biến đổi các chỉ tiêu lý hóa

2.Giúp nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố

khác nhau

3.Giúp xác định điểm tương đương để lựa chọn

chất chỉ thị thích hợp cũng như xác định đô

chính xác của quá trình chuẩn đô …

ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ

CÁCH THÀNH LẬP ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ

1.Tính theo trị số lý thuyết của C và V (đường

chuẩn đô lý thuyết)

2.Vẽ từ trị số đo thực nghiệm trên máy trong quá

trình chuẩn đô (đường chuẩn đô thực nghiệm)

Ưu điểm của các PT đường chuẩn đô lý thuyết

là có thể mô tả chính xác, đầy đủ các yếu tố, các

giai đoạn của môt quá trình chuẩn đô mà không

phải mất nhiều thời gian tiến hành thực nghiệm

PP PHÂN TÍCH THỂ

TÍCH

ĐỊNH NGHĨA CHẤT CHỈ THỊ (Ind)

Chất chỉ thị (indicator) là hợp chất hữu cơ hay

vô cơ có cấu trúc thay đổi theo nồng đô môt cấu

tử Z nào đó trong DD:

Chỉ thị thuận nghịch: thay đổi về phía này hay

phía khác môt vài lần môt cách thuận nghịch:

Ind + Z ⇄ IndZ

Chỉ thị bất thuận nghịch: cung cấp điểm cuối chỉ

theo môt chiều nhất định

ĐIỀU KIỆN CHỌN LỰA CHẤT CHỈ THỊ

1.Bền và nhạy

-Sự chuyển màu của chỉ thị càng gần với điểm tương 3.Giúp xác định điểm cuối với

đô chính xác cao:

CƠ CHẾ CHỈ THỊ

CHỈ THỊ THUẬN NGHỊCH – KHOẢNG CHUYỂN MÀU

Có sự biến đổi thuận nghịch giữa hai dạng Ind

và IndZ theo sự tăng, giảm Z:

β i Ind + Z ⇄ IndZ

k i

Dung dịch sẽ chuyển từ màu quyết định bởi

dạng này sang dạng kia khi [Ind]/[IndZ] chuyển từ

môt tỉ lệ này sang môt tỉ lệ khác hoặc ngược lại

Mỗi chất chỉ thị thuận nghịch đều có môt

khoảng chuyển màu

E cm = i0 ± 0,059

CƠ CHẾ CHỈ THỊ

CHỈ THỊ THUẬN NGHỊCH – KHOẢNG CHUYỂN MÀU

CHỈ THỊ OXY HÓA KHỬ

Thời điểm dừng chuẩn đô là môt trong hai đầu

mút của khoảng chuyển màu, tuỳ vị trí của C và

X khi chuẩn đô

Ind(Ox) + ne - Ind(Kh) ⇄

Chuẩn độ với E tăng dần:

E f

E f : Chuẩn độ với E giảm dần

E

Khoảng chuyển màu

CƠ CHẾ CHỈ THỊ

CHỈ THỊ THUẬN NGHỊCH – KHOẢNG CHUYỂN MÀU

CHỈ THỊ ACID – BAZ

Là các acid hoặc baz hữu cơ yếu có thể thay đổi

màu sắc theo pH của dung dịch, do sự thay đổi

cấu trúc ion hoặc phân tử của chất chỉ thị

CƠ CHẾ CHỈ THỊ

CHỈ THỊ THUẬN NGHỊCH – KHOẢNG CHUYỂN MÀU

CHỈ THỊ ACID – BAZ

Giá trị dừng chuẩn đô là 1 trong 2 giá trị đầu

mút của khoảng chuyển màu

HInd ⇄ Ind – + H +

Chuẩn đô với pH tăng dần:

pH f =pk i +1

CƠ CHẾ CHỈ THỊ

CHỈ THỊ THUẬN NGHỊCH – KHOẢNG CHUYỂN MÀU

CHỈ THỊ ACID – BAZ

Trong thực tế, thường dừng chuẩn đô ở pH có

sự biến đổi màu rõ rệt nhất, gọi là pT (chỉ số

chuẩn đô của chất chỉ thị):

pT ≈ pk i của chất chỉ thị

Để nhận màu dễ dàng hơn:

-Thêm vào chất chỉ thị môt chất tạo màu nền

(không chuyển màu trong khoảng pH khảo sát)

-Sử dụng 2 chất chỉ thị có 2 pk i gần nhau tạo

thành môt màu dễ nhận và có sự thay đổi màu

ở giá trị pH trung gian của 2 chất chỉ thị

CƠ CHẾ CHỈ THỊ

CHỈ THỊ THUẬN NGHỊCH – KHOẢNG CHUYỂN MÀU

CHỈ THỊ TẠO PHỨC

Là hợp chất hữu cơ có khả năng tạo với ion kim

loại thành phức có màu khác với màu riêng của

chất chỉ thị

Ind + M n+ MInd ⇄ n+

] [

] [

1 ]

[ ]

M Ind

]

[ lg

CƠ CHẾ CHỈ THỊ

CHỈ THỊ THUẬN NGHỊCH – KHOẢNG CHUYỂN MÀU

CHỈ THỊ TẠO PHỨC

DD có màu của Ind (dạng tự do) hay MInd (dạng

phức) khi tỷ số [Ind]/[MInd] = 1/3 hay bằng= 3

(hoặc = 1/5 và =5, tuỳ loại chỉ thị )

Ind + M n+ MInd ⇄ n+

Khoảng chuyển màu của dung dịch:

∆pM n+

ch/m = lg βi ± lg 3 (5)

- Phức chỉ bền ở môt khoảng pH nhất định.

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

Chuẩn đô với pM n+ tăng dần:

pM f =lgβ i +lg3

pM f =lgβ i -lg3 Chuẩn đô với pM n+ giảm dần

pM n+

Khoảng chuyển màu

CƠ CHẾ CHỈ THỊ

CHỈ THỊ BẤT THUẬN NGHỊCH

Giúp xác định điểm cuối của quá trình chuẩn đô

môt lần do sự biến đổi bất thuận nghịch của

thành phần hóa học và cấu tạo của chất chỉ thị

1) Môt số chất chỉ thị oxy hóa khử bị phân hủy

óa học trong quá trình oxy hóa – khử: metyl da

cam, metyl đỏ, congo đỏ…

Thuôc loại này gồm có

nồng đô tự do của chất chỉ thị trong DD

– Chuẩn độ trực tiếp

– Chuẩn độ ngược

– Chuẩn độ thế

– Chuẩn độ gián tiếp

– Chuẩn độ liên tiếp

7.3 Các cách chuẩn đô

CHƯƠNG 7

PP PHÂN TÍCH THỂ

TÍCH

CHUẨN ĐỘ TRỰC TIẾP

X

C + X ⇄ A + B

Số đương lượng của C

≈ Số đương lượng của X

C

Thuốc thử C được cho dần vào dung dịch chứa

cấu tử X đến điểm cuối chuẩn đô:

CHUẨN ĐỘ NGƯỢC

Cho lượng thừa thuốc thử C vào dung dịch X

Định lượng C thừa bằng dung dịch chuẩn C 1 đến

điểm cuối chuẩn đô:

Dùng cách chuẩn đô ngược khi p/ứ giữa X và C:

- Không có chất chỉ thò thích hợp

- Đòi hỏi tiến hành ở các điều kiện đặc biệt (nhiệt

CHUẨN ĐỘ THẾ

Thêm AC 1 vào dung dịch X để thực hiện phản

ứng thế; lượng C 1 giải phóng ra được chuẩn

đô bằng thuốc thử C thích hợp

Dùng cách chuẩn đô này khi không có thuốc

thử cho X hoặc không có chỉ thị cho X

Lưu ý rằng AX phải bền hơn AC

CHUẨN ĐỘ GIÁN TIẾP

X được chuyển vào hợp chất có công thức phân

tử xác định

Môt thành phần nào đó của hợp chất được

chuẩn đô bằng thuốc thử và chỉ thị thích hợp

Ví dụ: Để xác định Na hay K, chuẩn đô gián tiếp

bằng cách

- Chuyển K vào hợp chất K 2 NaCo(NO 2 ) 6

- Chuyển Na vào hợp chất NaMg(UO 2 )(CH 3 COO) 9

hay NaZn(UO 2 )(CH 3 COO) 9

Co 3+ , Mg 2+ hay Zn 2+ trong các hợp chất được

CHUẨN ĐỘ LIÊN TIẾP (PHÂN ĐOẠN)

Các cấu tử X 1 , X 2 , X 3 , lần lượt được chuẩn đô

bằng môt thuốc thử C (hay nhiều thuốc thử C 1 ,

C 2 ,…, C n ) sao cho mỗi lần chỉ có môt cấu tử

tham gia phản ứng

PP PHÂN TÍCH THỂ

TÍCH

CHUẨN ĐỘ TRỰC TIẾP (THẾ)

= )

V

C n

C

X

C C

C

C X

V

V

C Đ

X

X

C C

V C (ml)

dd C (C C )

50 40 30 20

10

MẪU LỎNG Lấy V X (ml) mẫu, chuẩn đô bằng V C (ml)

DD chuẩn C C :

X X

C

V

V V

V

C − 3 × 1000 × 1 ×

10

= )

Lấy V (ml) mẫu đậm đặc pha thành V 1 (ml) DD loãng; dùng

V X (ml) DD loãng chuẩn đô bằng V C (ml) DD chuẩn C C

hoặc tính trực tiếp theo số đương lượng của C đã

sử dụng

X X

C

V

V V

V C

×

×

m V

V V

Cân a(g) mẫu, hòa tan và định mức thành V 1 (ml)

DD loãng; lấy V X (ml) DD loãng đem chuẩn đô bằng

V C (ml) dung dịch chuẩn C C

CHUẨN ĐỘ NGƯỢC

C

C

V

V C

GHI CHÚ

V

m mL

g

T( / ) =

1000)

/

V

m mL

mg T

2)Việc tính kết quả có thể được tiến hành thông qua

đô chuẩn

a) Đô chuẩn của môt chất T X (số gam hay miligam

chất X trong 1mL dung dịch)

GHI CHÚ

X C

b) Đô chuẩn theo chất xác định T C/X (số gram hay

miligam chất X tác dụng vừa đủ với 1 mL DD chuẩn

nồng đô C C )

Ví dụ: T C/X = T HCl / NaOH = 0,00401 g

nghĩa là 0,00401 g NaOH sẽ tác dụng vừa đủ với

1ml dung dịch HCl 0,1 N

5 0

4 0

3 0

2 0

1 0 0

Burette (C)

Erlen (X)

CHƯƠNG 7 (TT)

PHƯƠNG PHÁP

PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

(PP CHUẨN ĐỘ)

– Sai số do HSCB K không đủ lớn

– Sai số do dụng cụ đo, hoá chất

– Sai số chỉ thị:

*Cách xác định sai số chỉ thị

* Sai số chỉ thị của hệ oxy hóa khử

* Sai số chỉ thị của hệ trao đổi tiểu phân

7.5 Sai số hệ thống trong PP chuẩn

độ

CHƯƠNG 7

PP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

chiều mong muốn

SAI SỐ DO DỤNG CỤ ĐO, HÓA CHẤT

N N

(N X ) CL : số (mili) đương lượng của X còn lại

(N C ) T : số (mili) đương lượng của C dùng thừa

(N X ) 0 : số (mili) đương lượng của X ban đầu

100 ]

X n

X

CL

] [

1) Tại thời điểm đang xét, nếu N C = F

thì (N X ) 0 =1 và

-Tại điểm tương đương : F = 1

-Trước điểm tương đương : F < 1

- Sau điểm tương đương : F > 1

2) ∆% = [F – 1] x 100 %

0,50 mđl X

0,45 mđC

50 40 30 20 10

0 , 1

90 ,

0 50

, 0

45 ,

0 )

NHẬN XÉT:

Tính từ F CÁCH XÁC ĐỊNH SAI SỐ CHỈ THỊ

Tính sai số chỉ thị bằng cách giải hệ PT

Các PT tính sai số chỉ thị được suy từ PT đường

chuẩn độ tương ứng; nếu đường chuẩn độ có

nhiều bước nhảy, sai số chuẩn độ của từng nấc sẽ

được xác định từ PT đường chuẩn độ của nấc đó

Sai số chuẩn độ của nấc thứ i ( 1< i < n):

%100

% = − ×

∆

i

i F

Tính sai số chỉ thị từ các biểu thức trực tiếp

Trong đa số các trường hợp, các biểu thức được

sử dụng thường chỉ mang tính gần đúng

CÁCH XÁC ĐỊNH SAI SỐ CHỈ THỊ

SAI SỐ CHỈ THỊ CỦA HỆ OXY HÓA KHỬ

C x C

C V

X có thể ở dạng khử được chuẩn độ bằng thuốc thử C

có 4 biểu thức tính thế của DD ứng với 4 trường hợp:

Kh X được chuẩn độ bằng Ox C , dừng chuẩn độ TRƯỚC

điểm tương đương

Kh X được chuẩn độ bằng Ox C , dừng chuẩn độ SAU

điểm tương đương

Ox X được chuẩn độ bằng Kh C , dừng chuẩn độ TRƯỚC

điểm tương đương

Ox X được chuẩn độ bằng Kh C , dừng chuẩn độ SAU

điểm tương đương

SAI SỐ CHỈ THỊ CỦA HỆ OXY HÓA KHỬ

Tính từ F

n C kh X + n X Ox C → n C Ox X + n X kh C

TH1: Kh X được chuẩn độ bằng Ox C , dừng chuẩn độ

TRƯỚC điểm tương đương

Ban đầu 1 F

Cân bằng 1-F 0 F F

PT Nernst: thế dd quyết định bởi đôi Ox X /Kh X

] [

]

[ lg

059 ,

0 0

X

X X

X dd

Kh

Ox n

E

F

F n

E

E

X

X dd

−

+

=

1 lg 059 , 0

n C kh X + n X Ox C → n C Ox X + n X kh C Ban đầu 1 F

PT Nernst: thế dd quyết định bởi đôi Ox C /Kh C

E dd =E f : cận trên của khoảng chuyển màu

Cân bằng 0 F-1 1

1

] [

]

[ lg

059 ,

0 0

C

C C

C dd

Kh

Ox n

E

1

1 lg

059 , 0

TH2: Kh X được chuẩn độ bằng Ox C , dừng chuẩn độ SAU điểm tương đương

SAI SỐ CHỈ THỊ CỦA HỆ OXY HÓA KHỬ

Tính từ F

n C Ox X + n X Kh C → n C Kh X + n X Ox C Ban đầu 1 F

Cân bằng 1-F 0 F F

] [

]

[ lg

059 ,

0 0

X

X X

X dd

Kh

Ox n

E

F

F n

E

E

X

X dd

− +

PT Nernst: thế dd quyết định bởi đôi Ox X /Kh X

E dd =E f : cận dưới của khoảng chuyển màu

Ban đầu 1 F

Cân bằng 0 F-1 1 1

] [

]

[ lg

059 ,

0 0

C

C C

C dd

Kh

Ox n

E

1

1 lg 059 , 0

E

E

C

C dd

PT Nernst: thế dd quyết định bởi đôi Ox C /Kh C

E dd =E f : cận dưới của khoảng chuyển màu

Tính từ biểu thức trực tiếp

Trong các biểu thức tính sai số chỉ thị, ký hiệu C luôn luôn được sử dụng cho dung dịch được chứa ở buret

100 10

Ví dụ Tính sai số chỉ thị khi XĐ hàm lượng Fe 2+ bằng Ce 4+ :

1) Fe 2+ được chứa ở erlen, dùng chỉ thị Erio Glaucin

Cho E 0 (Fe 3+ / Fe 2+ ) = 0,77V ; E 0 (Ce 4+ / Ce 3+ ) = 1,44 V

và ở điều kiện chuẩn độ, có thể bỏ qua ảnh hưởng của

các cân bằng nhiễu trong dung dịch

V

11

77,0144,11

=+

×+

×

=

SAI SỐ CHỈ THỊ CỦA HỆ OXY HÓA KHỬ

lg1

059,

% 10

2 , 1 100

10

100 10

%

3 059

, 0

) 77 , 0 06 , 1 ( 1

059 , 0

X E E n

Do cấu tử X (Ce 4+ ) ở dạng oxy hoá nên đường chuẩn

độ sẽ đi xuống; Thời điểm dừng chuẩn độ là ( sau) trước điểm tương đương Dung dịch có thế bằng cận dưới của khoảng chuyển màu tức E f = 1,19 V

Ví dụ

SAI SỐ CHỈ THỊ CỦA HỆ OXY HÓA KHỬ

19 ,

1 1

1 lg 1

059 , 0

61 , 7 100

10

100 10

%

6 059

, 0

) 77 , 0 19 , 1 ( 1

059 , 0

) ( 0

C E E n

Biểu thức chung

Giả sử V X (ml) dung dịch X có nồng độ C X được chuẩn

độ bằng dung dịch C có nồng độ C C theo cân bằng sau:

Gọi [X] 0 , [X] tđ và [X] f lần lượt là nồng độ của X ban

đầu, tại điểm tương đương và điểm cuối

X + C ⇄ CX (*)

Nếu dừng chuẩn độ trước điểm tương đương:

100 ]

[X] c/l : nồng độ của X chưa tác dụng với C do bị C thiếu

SAI SỐ CHỈ THỊ CỦA HỆ TRAO ĐỔI TIỂU PHÂN

Ta có: [C] p/l = [C] f

và [X] f = [X] c/l + [X] p/l

⇒ [X] c/l = [X] f – [X] p/l = [X] f – [C] p/l = [X] f – [C] f

X + C ⇄ CX (*)

Tuy nhiên, [X] c/l không phải là [X] f vì dù cân bằng (*)

có tính định lượng, vẫn có mộtt lượng XC bị phân li trở

lại thành [X] p/l và [C] p/l với [X] p/l = [C] p/l

100 ]

[

] [ ]

] [

] [ ]

[

) 10

10 ](

100 ]

[

) 10

10 ](

Nếu dừng chuẩn độ sau điểm tương đương, chứng minh

tương tự ta cũng nhận được biểu thức trên với ΔpX =

pX f – pX tđ Như vậy có thể sử dụng biểu thức trên cho

cả hai trường hơp dừng chuẩn độ trước và sau điểm tương đương với ΔpX = |pX tđ – pX f |

Đường chuẩn độ pX = f(V C ) có dạng đi lên; khi dùng chỉ

thị phức kim loại thuận nghịch để xác định điểm cuối ,

vào thời điểm dừng chuẩn độ dung dịch có giá trị pX f

là cận trên của khoảng chuyển màu

Biểu thức chung

SAI SỐ CHỈ THỊ CỦA HỆ TRAO ĐỔI TIỂU PHÂN

Biểu thức tính sai số của hệ chuẩn độ tạo phức

Nếu XC là phức chất được tạo thành theo tỉ lệ mol 1-1:

X + C ⇄ CX (*)

Cân bằng chuẩn độ phải có tính định lượng:

[XC] tđ ≈ [X] 0 và do đó [X] tđ 2 ≈ [X] 0 / β XC

100 ]

[

) 10

10 ](

td XC

C X

XC

] [ ] [

] [

] ([

X β

SAI SỐ CHỈ THỊ CỦA HỆ TRAO ĐỔI TIỂU PHÂN

Nếu XC là hợp chất ít tan

] [

) 10

10 ](

/ ] ([

T

Biểu thức tính sai số của hệ chuẩn độ tạo tủa

SAI SỐ CHỈ THỊ CỦA HỆ TRAO ĐỔI TIỂU PHÂN

Biểu thức tính sai số khi XC là muối

Chuẩn độ một acid yếu bằng một baz mạnh hoặc

ngược lại, có thể sử dụng công thức (9a) với

X + C ⇄ CX (*)

1 ΔpX = ΔpH= |pH tđ – pH f |

β XC = β A – với β A – là hằng số bền của baz liên hợp với

X khi X là acid yếu, C là baz mạnh

Ví dụ: X ≡ CH 3 COOH,C≡NaOH→ β XC = β A – =β CH3COO –

2 ΔpX = ΔpH= |pH tđ – pH f |

β XC = β HA với β HA là hằng số bền của acid liên hợp với

X khi X là baz yếu, C là acid mạnh

Ví dụ: X ≡ NH OH , C ≡ HCl → β = β = β +

100 )

] ([

SAI SỐ CHỈ THỊ CỦA HỆ TRAO ĐỔI TIỂU PHÂN