Bài thực tập Hoá phân tích: PHƯƠNG PHÁP DÃY CHUẨN

PHƯƠNG PHÁP DÃY CHUẨN I. Giới thiệu phương pháp:  Dựa trên định luật BeerLambert về sự hấp thu ánh sáng của vật chất: A : mật độ quang Io :cường độ tia tới I :cường độ tia ló : hệ số hấp thu phân tử l: chiều dài cuvet C: nồng độ dung dịch ( mgml ; moll )  Các bước tiến hành: • Quét phổ hấp thu phức chất để tìm . • Đo mật độ quang của các dung dịch phức chất có nồng độ biết trước khác nhau ( khảo sát ở bước sóng .Từ đó lập đường chuẩn A = f (C). • Đo mật độ quang của dung dịch cần xác định nồng độ ( tại ) quy chiếu lên đồ thị sẽ tính được nồng độ. II. ỨNG DỤNGXÁC ĐỊNH SẮT TRONG NƯỚC BẰNG 1,10PHENANTROLIN 1. Giới thiệu chung:  Sắt tồn tại trong nước thiên nhiên ở các dạng như tan hay kết tủa ; ở các mức oxi hóa +2 hoặc +3 . Điều này phụ thuộc vào vùng mà nguồn nước chảy qua, pH, và sự có mặt của 1 số chất ôxi hoá hoặc khử.  Thông thường sắt được xác định bằng phương pháp so màu ( vì sắt có khả năng tạo phức bền và có màu với 1 số thuốc thử : thiocyanat, acid salicylic, acid sulfosalicylic , 1,10phenantrolin… Fe3+ + 3SCN Fe(SCN)33+ (màu đỏ) Fe3+ + 3Sal Fe(Sal)33+ (màu vàng)  Sắt trong dung dịch rất dễ bị kết tủa.Do đó khi bảo quản mẫu ( pha dung dịch chứa sắt ) cần phải acid hoá dung dịch trước. 2. Cơ sở lí thuyết:  Trong bài ta xác định lượng Fe3+ và Fe2+ trong nước bằng thuốc thử là 1,10phenantrolin.  Ion Fe2+ có khả năng tạo phức màu đỏ cam với 3 phân tử 1,10phenantrolin: Fe2+ + 3 1,10phenantrolin Fe(1,10phenantrolin)32+ Phức này bền tồn tại dạng cation trong khoảng pH rộng từ 2.09.0, có hấp thu cực đại ở bước sóng = 508 nm, và hệ số hấp thu phân tử ( ) bằng 1.1104 Lmol1cm1.  Ion Fe3+ cũng có khả năng tạo phức nhưng không màu .Do đó trong bài thực tập này để xác địng tổng nồng độ sắt ta dung NH2OH khử toàn bộ Fe3+ thành Fe2+. 3. Tiến trình thực nghiệm: a) Xác định bước sóng hấp thu cực đại: Pha các dung dịch chuẩn:  Từ dung dịch chứa ion sắt có nồng độ 10μgml và hoá chất trong phòng ta pha các dung dịch chuẩn theo bảng: STT 1 2 3 4 5 6 7 8 Fe (chuẩn) ,ml 0 0.50 1.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 Đệm pH = 5 ,ml 5.0 NH2OH ,ml 1.0 Phenantrolin ,ml 1.0 H2O Thêm đến vạch mức  Nồng độ các dung dịch thu được tương ứng (μgml ): STT 1 2 3 4 5 6 7 8 Nồng độ Fe 0 0.1 0.2 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 b)Đo mật độ quang:  Chọn bình dung dịch chuẩn ( STT 5 ) và dung dịch so sánh ( STT 1) để khảo sát phổ hấp thu.Kết quả cho bởi bảng: Bước sóng (nm) Độ hấp thu A (%) Bước sóng (nm) Độ hấp thu A (%) 400 4 510 26 410 6 520 27 420 9 525 26.5 430 12 530 25.5 440 15 540 19 450 17 550 13 460 18.5 560 8 470 20 570 4 480 23 580 2 490 25 590 1 500 25.5  Biểu đồ quét sóng: Kết luận: Bước sóng hấp thu cực đại là 520nm.Các thí nghiệm sau ta sẽ khảo sát tại bước sóng cực đại. Nhận xét: Thực nghiệm .=520nm, cách xa so với lí thuyết ( =508nm) 2) Dựng đường chuẩn: A= a + bC  Tiến hành đo mật độ quang của các dung dịch pha ở trên ( STT 2→8) tại bước sóng .=520nm.Kết quả cho bởi bảng: STT 1 2 3 4 5 6 7 8 A (%) 0 3 6.5 14 27 46 61 77  Dựng đuờng A= f (C) và xác định các hệ số a,b: Nhận xét: Trên lí thuyết đường chuẩn phải đi qua gốc toạ độ,nhưng trên thực nghiệm thì không như vậy. 3) Xác định nồng độ Fe2+ và Fe3+:  Từ dung dịch mẫu của phòng thí nghiệm tiến hành pha các dung dịch theo bảng: STT 1 2 3 4 5 6 Fe (chuẩn) ,ml 1 1 2 2 3 3 Đệm pH = 5 ,ml 5 NH2OH ,ml 1 0 1 0 1 0 Phenantrolin ,ml 1 H2O Thêm đến vạch mức  Đo độ hấp thu ta được bảng: STT 1 2 3 4 5 6 A(%) 7 8 15 17 24 27 III. Tính toán và xử lí kết quả:  Xác định các hằng số a,b của phương trình hồi quy bằng phương pháp bình phương tối thiểu: • Bảng tổng hợp:

Họ và tên: Nguyễn Quốc Thọ

MSSV : 0614188

Nhóm : E2 –T7

PHƯƠNG PHÁP DÃY CHUẨN

I Giới thiệu phương pháp:

 Dựa trên định luật Beer-Lambert về sự hấp thu ánh sáng của vật chất:

lg Io

I 

A : mật độ quang

Io :cường độ tia tới

I :cường độ tia ló

 : hệ số hấp thu phân tử l: chiều dài cuvet

C: nồng độ dung dịch ( mg/ml ; mol/l )

 Các bước tiến hành:

 Quét phổ hấp thu phức chất để tìm max

 Đo mật độ quang của các dung dịch phức chất có nồng độ biết trước khác nhau ( khảo sát ở bước sóng  Từ đó lập đường chuẩn A = f (C).max

 Đo mật độ quang của dung dịch cần xác định nồng độ ( tại  ) quy max

chiếu lên đồ thị sẽ tính được nồng độ

II ỨNG DỤNG-XÁC ĐỊNH SẮT TRONG NƯỚC BẰNG 1,10-PHENANTROLIN

1 Giới thiệu chung:

 Sắt tồn tại trong nước thiên nhiên ở các dạng như tan hay kết tủa ; ở các mức oxi hóa +2 hoặc +3 Điều này phụ thuộc vào vùng mà nguồn nước chảy qua, pH, và sự có mặt của 1 số chất ôxi hoá hoặc khử

 Thông thường sắt được xác định bằng phương pháp so màu ( vì sắt có khả năng tạo phức bền và có màu với 1 số thuốc thử : thiocyanat, acid salicylic, acid sulfosalicylic , 1,10-phenantrolin…

Fe3+ + 3SCN- � [Fe(SCN)3]3+ (màu đỏ)

Fe3+ + 3Sal � [Fe(Sal)3]3+ (màu vàng)

 Sắt trong dung dịch rất dễ bị kết tủa.Do đó khi bảo quản mẫu ( pha dung dịch chứa sắt ) cần phải acid hoá dung dịch trước

2 Cơ sở lí thuyết:

 Trong bài ta xác định lượng Fe3+ và Fe2+ trong nước bằng thuốc thử là 1,10-phenantrolin

 Ion Fe2+ có khả năng tạo phức màu đỏ cam với 3 phân tử 1,10-phenantrolin:

Fe2+ + 3 1,10-phenantrolin � [Fe(1,10-phenantrolin)3]2+

Phức này bền tồn tại dạng cation trong khoảng pH rộng từ 2.0-9.0, có hấp thu cực đại ở bước sóng  = 508 nm, và hệ số hấp thu phân tử (  ) bằng max

1.1*104 Lmol-1cm-1

 Ion Fe3+ cũng có khả năng tạo phức nhưng không màu Do đó trong bài thực tập này để xác địng tổng nồng độ sắt ta dung NH2OH khử toàn bộ Fe3+ thành

Fe2+

3 Tiến trình thực nghiệm:

a) Xác định bước sóng hấp thu cực đại:

Pha các dung dịch chuẩn:

 Từ dung dịch chứa ion sắt có nồng độ 10μg/ml và hoá chất trong phòng ta pha các dung dịch chuẩn theo bảng:

 Nồng độ các dung dịch thu được tương ứng (μg/ml ):

b)Đo mật độ quang:

 Chọn bình dung dịch chuẩn ( STT 5 ) và dung dịch so sánh ( STT 1)

để khảo sát phổ hấp thu.Kết quả cho bởi bảng:

Bước sóng  (nm) Độ hấp thu A (%) Bước sóng  (nm) Độ hấp thu A (%)

 Biểu đồ quét sóng:

Kết luận: Bước sóng hấp thu cực đại là 520nm.Các thí nghiệm sau ta

sẽ khảo sát tại bước sóng cực đại

Nhận xét: Thực nghiệm  =520nm, cách xa so với lí thuyết (max max

=508nm) 2) Dựng đường chuẩn: A= a + bC

 Tiến hành đo mật độ quang của các dung dịch pha ở trên ( STT 2→8) tại bước sóng  =520nm.Kết quả cho bởi bảng:max

 Dựng đuờng A= f (C) và xác định các hệ số a,b:

*Nhận xét: Trên lí thuyết đường chuẩn phải đi qua gốc toạ độ,nhưng trên

thực nghiệm thì không như vậy

3) Xác định nồng độ Fe2+ và Fe3+ :

 Từ dung dịch mẫu của phòng thí nghiệm tiến hành pha các dung dịch theo bảng:

 Đo độ hấp thu ta được bảng:

III Tính toán và xử lí kết quả:

 Xác định các hằng số a,b của phương trình hồi quy bằng phương pháp bình phương tối thiểu:

 Bảng tổng hợp:

C 0 0.1 0.2 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0

i

C

i

A

i i

C A

2

i

C

2

i

A

 Tính:

0.3881

b



2

8.85*2.345 6.3*3.356

0.0125

n C A C C A

a

n C C



 Tính phương sai dư:

2

1.790*10

0.0134

re

re

A a A b AC S

n S







�

 Tính độ lệch chuẩn cho các hệ số hồi quy a,b:

8

( ) 8*8.85 6.3

b re

i i

n

2

8.85

( ) 8*8.85 6.3

i

a re

i i

C

S S

n C C



 Tính khoảng tin cậy:

2.57*0.0072 0.0065

8

a

2.57 *0.0068 0.0062

8

b

 Phương trình hồi quy:

A ( 0.0125 0.0065) (0.3881 0.0062)�  � C

 Nhận xét: Phương trình này trùng với kết quả phương trình đường chuẩn

A=f(C)

 Nồng độ chưa biết Cx được tính bởi: x Ax a

C

b





 Xác định Fe ( II ):



1 1

0.07 0.0125

0.3881

b

→ Nồng độ mẫu gốc:

goc

( Vì rút 1ml pha thành 50mL )

3

0.15 0.0125

0.4187( ) 0.3881

A a

b

→ Nồng độ mẫu gốc:

* 0.4187 * 10.47( )

goc

( Vì rút 2mL pha thành 50mL)

0.3881

b

→ Nồng độ gốc:

goc

( Vì rút 3mL pha thành 50mL )

 Nồng độ Fe tính trung bình:

tb

2 2

0.080 0.0125

0.3881

b



→ Nồng độ trong mẫu gốc:

g



4 4

0.17 0.0125

0.3881

b

*Nồng độ mẫu gốc:

g

0.3881

b

* Nồng độ mẫu gốc:

* 0.7279 12.1317

g

*Nồng độ tổng Fe tính trung bình:

tb

 Xác định nồng độ Fe ( III ) thông qua hiệu số:

g Fe III g g

g Fe III g g

3 ( ) 6 5 12.1317 10.84 1.2917( )

g Fe III g g

( )

3 1.285 1.285 1.2917

1.2872( ) 3

g Fe III g Fe III g Fe III

tb Fe III

C

ppm





IV ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP DÃY CHUẨN XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG

NITRIT

1 Nguyên tắc:

 Xác định hàm lượng nitrit trong nước thiên nhiên, nước thải công nghiệp bằng

phương pháp dãy chuẩn, dựa trên sự tổng hợp phẩm màu azo

 Quá trình tổng hợp này gồm 2 bước:

ứng giữa HNO2 và muối của amin thơm bậc nhất :

+

NH2

 Bước 2: Sự ghép cặp của muối diazonium ( tác nhân thân điện tử ) với

hợp chất thơm ( có tính thân hạch tương đối cao ) như amin, phenol…

tạo hợp chất azo có màu:

SO3H N + N +

NH2

 Hợp chất azo tạo thành có λmax = 520 nm.Hàm lượng nitrit tỉ lệ với cường độ màu

của hợp chất azo → từ cường độ màu ta suy ra lượng NO2- có trong mẫu

 Khi thay đổi các tác nhân ghép cặp khác ta có thể thu được các hợp chất có màu

sắc và bước sóng hấp thụ cực đại khác nhau

2 Thực hành:

a.Dựng đường chuẩn:

 Chuẩn bị các dung dịch theo bảng:

Acid sulfanilic

1% (mL)

1.0

α-naphtylamin

0.6% (mL)

1.0

 Lưu ý thứ tự pha phải đúng:

 Lấy vào các bình thể tích xác định dung dịch NO2- chuẩn

 Thêm tiếp 1 mL dung dịch acid sulfanilic 1%

 Để yên 3-4 phút rồi nới thêm 1 ml dd α-naphtylamin 0.6%

 Thêm nước đến vạch mức, trộn đều dung dịch

( Lưu ý pH của dung dịch phải nằm trong hkoảng 2-2.5 vì phản ứng tạo phẩm màu diazo xảy ra tốt trong môi trường acid.Khi cần chỉnh pH có thể dùng dung dịch CH3COONa hoặc CH3COOH)

 Chờ khoảng 10 phút, tiến hành đo mật độ quang của các dung dịch ở

bước sóng λ = 520 nm.Bảng kết quả thu được ( kèm nồng độ):

 Dựng đường chuẩn: A = f(C)

 Tính các hệ số hồi quy của pt đường chuẩn: A= a+ bC:

00212

0 63

0 0885 0

* 8

07172

0

* 63 0 518 0

* 0885 0 )

2

2



























i i

i i i i

i

C C

n

A C C A C a

07953

0 63

0 0885 0

* 8

518 0

* 63 0 07172

0

* 8 )























i i

i i i

i

C C

n

A C A

C n b

 Tính phương sai dư:

3

5

2 2

10

* 2384 3

10

* 0487 1 6

07172 0

* 07593 0 518 0

* 0021 0 0582 0 2





























re

i i i

i re

S

n

C A b A a A S

 Độ lệch chuẩn cho các hệ số a,b:

01642 0 63 0 0885 0

* 8

8

* 10

* 2384 3 ) (

2











i i

re b

C C

n

n S

S

3 2

3 2

2

2

10

* 7272 1 63 0 0885 0

* 8

0885 0

* 10

* 2384 3 ) (

















i i

i re

a

C C

n

C S

S

 Khoảng tin cậy:

3 3

6

; 95

8

10

* 7272 1

* 57 2 8







a

S t



015 0 8

01642 0

* 57 2 8

*

6

; 95

b

S t



 Phương tình hồi quy:

A(0.00210.0016)(0.7950.015)C

b.Xác định nồng độ mẫu chưa biết:

 Tiến hành pha chế các dung dịch như bảng sau (cách pha như trên):

NO2- 8 10 20 Acid sulfanilic 1%

(mL)

1.0

Tiến hành đo mật độ quang của các dung dịch trên,bảng kết quả:

Tính nồng độ Cx chưa biết:



) / ( 1875 0 8

50

* 03 0 8

50

*

) / ( 03 0 795

0

0021 0 026 0

1 1

1 1

L g C

C

L g b

a A C

























) / ( 1818 0 10

50

* 0364 0 10

50

*

) / ( 0364 0 795

0

0021 0 031 0

2 2

2 2

L g C

C

L g b

a A C

























) / ( 201 0 20

50

* 0804 0 20

50

*

) / ( 0804 0 795

0

0021 0 066 0

3 3

3 3

L g C

C

L g b

a A C























Vậy nồng độ mẫu chất ban đầu:

) / ( 19 0 3

201 0 1818 0 1875 0 3

3 2 1

L g C

C C

C g  g  g  g      