Để xác định điểm tương đương trong phương pháp phân tích chuẩn độ, người ta còn thông qua phép đo một số đại lượng hóa lý như điện thể, độ dẩn điện, mật độ dòng điện trong dung dịch tron[r]
Mục Tiêu Của Đề Tài
Nắm vững lý thuyết phân tích axit-bazo đơn chức.
Biết một số dạng bài tập làm tiền đề ứng dụng vào thực hành
Khai thác các phương pháp giải bài tập đối với các dạng bài tập khác nhau
Hoàn thiện kiến thức về phân tích axit- bazo
Nhiệm Vụ Của Đề Tài
Nghiên cứu một số bài tập về vấn đề axit – bazo đơn chức.
Nghiên cứu lý thuyết tổng quan chuẩn độ, phân tích định lượng đi sâu vào phân tích axit – bazo.
Nghiên cứu giải pháp tối ưu để giải bài tập, ứng dụng vào thực hành nhanh chóng, ít tốn kếm thời gian.
Cơ Sở Lý Thuyết Của Phương Pháp Chuẩn Độ Axit – Bazo Đơn Chức .5 1 Khái Niệm Chuẩn Độ Axit – Bazo Và Các Vấn Đề Liên Quan
Một Số Phương Pháp Chuẩn Độ Axit – Bazo
Các phương pháp phân tích đều dựa vào sự thận trọng và sạch sẽ khi làm việc, chuẩn bị mẫu, đúng đắn và chính xác.
2.1 Chuẩn Độ Axit Mạnh Bằng Bazo Mạnh.
Công thức tính p là: p = số đương lượng gam chất cần chuẩn độ A/số đương lượng gam của dung dịch chuẩn B ¿ ∫ ❑ A
Tại điểm tương đương thì p=1
Trước điểm tương đương thì p1
Tại điểm tương đương ( C.V=C0.V0): khi này toàn bộ lượng axit đã bị trung hòa bởi kiềm do đó dung dịch trung tính, pH=7
Sau điểm tương đương ( C.V>C0.V0) pH − pOH + log C V −C 0 V 0
Sai số chuẩn độ q =− ( h − w h ) CC C +C 0 0
2.2 Chuẩn Độ Bazo Mạnh Bằng Axit Mạnh.
Trước điểm tương đương ( C.VC0.V0) pOH − pH + log C V −C 0 V 0
V +V 0 => pH = 14 – pOH Sai số trong quá trình chuẩn độ: q = ( h− w h ) CC C+C 0 0
2.3 Chuẩn Độ Axit Yếu Đơn Chức Bằng Bazo Mạnh.
Khi dung dịch là dung dịch axit nguyên chất thì: pH 0 = 1
2 log C 0 với Ka là hằng số cân bằng của dung dịch axit tại lúc cân bằng
Trước điểm tương đương ( C.VC0.V0) pH + log C V − C 0 V 0
Công thức tính sai số tương đối: q =− ( h − w h ) C C +C C 0 0 − h h+ K a
2.4 Chuẩn Độ Bazo Yếu Đơn Chức Bằng Axit Mạnh.
Khi dung dịch là dung dịch axit nguyên chất thì pH của dung dịch được tính theo công thức:
[OH − ]=√ K b C b Suy ra pH=−log[OH − ]
Còn khi cho axit vào nhưng chưa đủ để trung hòa lượng bazo ở trong dung dịch được chuẩn độ thì pH được tính theo công thức: pOH= pK b − log C 0 V 0 −C V
Khi lượng axit cho vào đủ để trung hòa lượng bazo yếu đó thì khi đó pH của dung dịch sẽ < 7 và được tính theo công thức:
Với Ka là hằng số cân bằng của axit liên hợp của bazo yếu
Và Ca là nồng độ của axit liên hợp của bazo yếu đó
Khi lượng axit cho vào đã bị dư ra thì pH của dung dịch được tính theo công thức: pOH+ log C V −C 0 V 0
Với quá trình chuẩn độ này thì công thức tính sai số tương đối của quá trình này là: q = ( h− w h ) C+C C C 0 0 − K b h+ K b Ở trước điểm tương đương thì ta có q 0 và h = [H + ]
Một Số Bài Tập Về Chuẩn Độ Axit – Bazo Đơn Chức
Chuẩn Độ Axit Mạnh Bằng Bazo Mạnh
Bài 1.a Chuẩn độ 25ml dung dịch HCl bằng dung dịch NaOH 0.05M.
Để tính nồng độ HCl, cần sử dụng thể tích dung dịch NaOH đã dùng là 17,50ml Bước nhảy chuẩn độ được tính với sai số chấp nhận là ± 0,2% Nếu quá trình chuẩn độ kết thúc tại pH = 4,0, cần xác định sai số chuẩn độ tương ứng.
Ta có phản ứng chuẩn độ: HCl + NaOH NaCl + H2O
Vì HCl, NaOH là axit, bazo đơn chức nên CM = CN
Theo quy tắc đương lượng ta có:
25 =0 035 M b dựng đường cong chuẩn độ
Ta có pH0 của dung dịch HCl 0.035M là: pH = -log(0.035) = 1.456
Theo công thức tính sai số của phép chuẩn độ là: q = − ( h − w h ) CC C +C 0 0 Đầu bước nhảy CHCl >> CNaOH khi đó q = -0.2%
Ta có pH tại điểm tương đương là pH td =7
Sau điểm tương đương thì CNaOH >>CHCl nên q = +0.2%
Vậy để phép chuẩn độ có sai số ± 0,2% thì kết thúc chuẩn độ trong khoảng pH = 4 4 ÷ 9 6 nghĩa là bước nhảy trong khoảng 4.4 đến 9.6 p pH
1.02 9.6 c Kết thúc chuẩn độ khi pH trong dung dịch là pH = 4.0 thì ta có sai số của phép chuẩn độ là: q =− ( h − w h ) C ×C C +C 0 0 =− ( 10 − 4 − 10 10 − − 14 4 ) 0 05+0 035
Bài 2 Vẽ đường định phân khi chuẩn độ 100ml dung dịch HCl 0.1M bằng dung dịch NaOH 0.1M (1)
Phản ứng chuẩn độ: NaOH+HCl → NaCl + H 2 O
Theo định luật đương lượng ta có: ∫ ❑ NaOH = ∫ ❑ HCl
Khi chưa thêm NaOH, trong dung dịch là HCl nguyên chất thì pH của HCl bằng: pH =−log ( C HCl )=− log ( 0 1)=1
Khi thêm 50ml dung dịch NaOH, đã trung hòa được một nữa lượng HCl (p = -0.5)
Khi thêm 99.9ml NaOH vào trong dung dịch HCl thì pH của dung dịch là (q = 0.1%):
Khi thêm 100ml dung dịch NaOH nghĩa là p=1 trung hòa với axit HCl thì pH= 7.0
Khi thêm 110ml dung dịch NaOH, dư 10ml NaOH thì p =1.1
100+ 110 =4 76 ×10 − 3 suy ra pOH = 2.32 nên pH 11.68
Bài 3 Chuẩn độ 100ml dung dịch HNO3 1,00.10 -3 M bằng dung dịchNaOH 2,00.10 -3 M tính pH của dung dich sau khi đã thêm (1) a 49,98ml NaOH b 50,03ml NaOH
Ta có phương trình chuẩn độ:
Theo định luật đương lượng ta có:
2 0× 10 −3 P ml a.Khi thêm 49.98ml NaOH, thì khi đó là trước điểm tương đương nên [H + ]>>[OH - ] do đó
Vậy pH = 6.57 b.Khi thêm 50.03ml NaOH thì khi này là sau điểm tương đương suy ra [OH - ]>>[H + ] do đó
Bài 4 Tính sai số khi chuẩn độ 50.00ml HCl 0.05M bằng dung dịch
NaOH 0.01M nếu chuẩn độ đến xuất hiện màu vàng của chất chỉ thị Metyl da cam (pT = 4.4) (1)
Theo công thức tính sai số ta có: q =− ( h − w h ) C C 0 0 + C C =− (10 −4 4 − 10 − 9 6 ) 0 05 +0 01
Bài 5 chuẩn độ dung dịch HCl 0.1M bằng dung dịch NaOH cùng nồng độ Tính sai số chuẩn độ nếu kết thúc chuẩn độ khi đổi màu Meetyl đỏ từ hồng sang vàng (pT = 6) (1)
Khi này quá trình chuẩn độ chưa đến điểm tương đương nghĩa là lúc này [H + ]>>[OH - ].
Theo công thức tính sai số ta có: q =− ( h − w h ) C C 0 0 + C C =− ( 10 − 6 − 10 10 −14 −6 ) 0 1× 0 1+ 0 1 0 1 =− 2× 10 −5 =− 0 002 %
Bài 6 Chuẩn độ 100ml dung dịch HCl bằng dung dịch NaOH 1.00
10 −3 N khi thêm 45.00ml dung dịch NaOH thì pH của dung dịch thu được bằng 5.00 tính nồng độ của dung dịch HCl (1)
Vì NaOH là bazo đơn chức nên C M =C N =1 00 × 10 −3 M
Vì pH = 5.00 < pHtđ = 7 nên lúc này
Chuẩn Độ Bazo Mạnh Bằng Axit Mạnh
Bài 1 Chuẩn độ 50ml dung dịch NaOH đến màu da cam của Metyl da cam (pT = 4.00) thì phải dùng 80ml dung dịch HCl 2.10 -3 M tính nồng độ dung dịch NaOH? (1)
Ta có phương trình chuẩn độ:
Khi Meetyl da cam đổi màu thành da camcos pT = 4 tương ứng với
Vậy nồng độ của dung dịch NaOH là 3.46.10 -3 M.
Bài 2 Thêm 40.0ml dung dịch HCl vào 50.0ml dung dịch NaOH thì pH của dung dịch thu được bằng 10 Nếu thêm tiếp 5ml dung dịch HCl nữa thì pH = 3.(1) a.Tính nồng độ của HCl và NaOH. b.Tính thể tích HCl phải cho vào dung dịch NaOH ở trên để làm mất màu Phenol phtalein (pT = 8.00)
Ta có phương trình chuẩn độ:
HCl + NaOH → NaCl+ H 2 O a.Khi pH = 10 thì nồng độ [H + ] = 10 -10 M nên còn xa điểm tương đương Suy ra [OH − ] − 4 M
Khi thêm 5.0ml HCl thì pH = 3 khi này thì đã chuẩn độ sau và xa điểm tương đương.
Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình: ¿ 45 C −50C
Vậy nồng độ của dung dịch HCl = 0.0208M và của NaOH = 0.01682M b.Để làm mất màu phenol phtalein có pT = 8 suy ra ta có V HCl ≈ 0 01682 ×50
0 0208 = 40 43 ml với sai số q = ( h− w h ) CC C+C 0 0 =(10 − 8 −10 −6 ) 0 0208+0 01682
Vậy thể tích HCl cần dùng là:
Bài 3 Tính bước nhảy pH của phép chuẩn độ dung dịch Ba(OH)2
2.10 -3 M bằng dung dịch HCl 5,00.10 -3 M nếu chấp nhận sai số chuẩn độ là ± 0,2% (1)
Ta có phương trình chuẩn độ :
Vì Ba(OH)2 là bazo đa chức nên CN,M=4.10 -3 pH trước khi chuẩn độ là pOH = -log(OH - )=2,4
pH= 11,6 trước điểm tương đương thì h= [H + ] và q = -0,2% q = ( h− w h ) CC C+C 0 0 =− 0,2 % Đặt điều kiện h>[OH - ] và q = 0,2% h= 10 −14
pOH = 8,65 => pH = 5,53 vậy bước nhảy trong phép chuẩn độ này là pH = 8,65 5,53
Bài 4: chuẩn độ 50ml dung dịch Ba(OH)2 bằng dung dịch HCl 0,02M để đổi màu Metyl đỏ (pT = 5) thì phải dùng hết 35ml HCl Tính chính xác nồng độ mol/lít của dung dịch Ba(OH)2? (1)
Bài 5 chuẩn độ dung dịch NaOH bằng dung dịch HCl 0,02M có thể dùng metyl da cam và metyl đỏ làm chất chỉ thị được không nếu chấp nhận sai số không vượt quá 0,2%
Ta có phương trình chuẩn độ:
NaOH + HCl → NaCl + H2O pH lúc chưa chuẩn độ là: pOH =-log(CNaOH)=-log0,01 = 2
pH = 12 pH đầu bước nhảy là: q = ( h− w h ) CC C+C 0 0 Đặt điều kiện h