chuyên đề thí nghiệm thực hành hoá học: giới thiệu về phương pháp sắc ký

Sắc ký là quá trình tách dựa trên sự phân bố liên tục các cấu tử chất phân tích lên hai pha. Một pha đứng yên, có khả năng hấp thu chất phân tích được gọi là pha tĩnh, một pha di chuyển qua pha tĩnh gọi là pha động. Do các cấu tử chất phân tích có ái lực khác nhau với pha tĩnh nên chúng di chuyển với tốc độ khác nhau và tách ra khỏi nhau. Ví dụ thí nghiệm của Txvet được tiến hành như sau: Hoà tan các sắc tố thực vật trong ete dầu hỏa, sau đó nạp một lượng nhỏ vào cột đã nhồi bột CaCO3. Tiếp theo, cho liên tục ete dầu hỏa tinh khiết đi qua cột, sau một thời gian nhất định sắc tố thực vật đã tách thành các giải riêng biệt. Sau này, người ta biết được đó là các -Clorophyl, -Clorophyl, -Xantophyl, - Xantophyl ..., chúng là các chất màu nên khi tách chúng tạo thành các giải màu khác nhau, vì vậy, Txvet gọi nó là "Chromatography". Theo tiếng Hy Lạp, "Chroma" có nghĩa là màu, còn "Graphy" là có nghĩa là ghi, danh từ đó được sử dụng cho tới ngày nay để chỉ phương pháp sắc ký.

II Chuyên đề Thí nghiệm thực hành Hoá học:

GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ

TS Vi Anh Tuấn Trường THPT Chuyên KHTN- ĐHKHTN –ĐHQG HÀ NỘI Sắc ký là quá trình tách dựa trên sự phân bố liên tục các cấu tử chất phân tích lên hai

pha Một pha đứng yên, có khả năng hấp thu chất phân tích được gọi là pha tĩnh, một pha dichuyển qua pha tĩnh gọi là pha động Do các cấu tử chất phân tích có ái lực khác nhau với phatĩnh nên chúng di chuyển với tốc độ khác nhau và tách ra khỏi nhau

Ví dụ thí nghiệm của Txvet được tiến hành như sau: Hoà tan các sắc tố thực vật trong etedầu hỏa, sau đó nạp một lượng nhỏ vào cột đã nhồi bột CaCO3 Tiếp theo, cho liên tục ete dầu hỏatinh khiết đi qua cột, sau một thời gian nhất định sắc tố thực vật đã tách thành các giải riêng biệt.Sau này, người ta biết được đó là các -Clorophyl, Clorophyl, -Clorophyl, Clorophyl, -Clorophyl, Xantophyl, -Clorophyl, Xantophyl ,chúng là các chất màu nên khi tách chúng tạo thành các giải màu khác nhau, vì vậy, Txvet gọi nó là

"Chromatography" Theo tiếng Hy Lạp, "Chroma" có nghĩa là màu, còn "Graphy" là có nghĩa là

ghi, danh từ đó được sử dụng cho tới ngày nay để chỉ phương pháp sắc ký

1 Phân loại các phương pháp sắc ký

Có nhiều tiêu chí để phân loại các phương pháp sắc ký, trong đó tiêu chí được sử dụngnhiều nhất là phân loại theo hệ pha, tức là chất phân tích phân bố giữa hai pha gì?

ba thành phần này tương tác như thế nào, bằng các lực liên kết nào, mà kết quả là các chấtphân tích phân bố vào pha tĩnh ở mức độ khác nhau? Câu trả lời là do bản chất của các thànhphần trong hệ sắc ký nói trên Chất phân tích có thể là các ion, phân tử trung hoà hay các chấtphân cực; đối tượng tác động của nó cũng có thể là ion, phân tử trung hoà hay chất phân cực

Từ đó chúng tương tác với nhau theo các lực liên kết khác nhau Người ta chia các lực liên kếtthành 4 loại:

a) Lực liên kết ion

Trên bề mặt pha tĩnh có các trung tâm hoạt động là ion, đó là các phân tử có khả năng phân

ly tạo thành các ion tạo nên các trung tâm hoạt động ion Chúng tham gia liên kết với các ion chấtphân tích trong dung dịch theo lực tương tác tĩnh điện gọi là liên kết ion Để giữ các anion chấtphân tích trong dung dịch, pha tĩnh cần có các trung tâm cation trên bề mặt, và ngược lại, để giữcác cation chất phân tích trong dung dịch, pha tĩnh cần có các trung tâm anion

Cũng tương tự, pha động cũng cú cỏc trung tõm hoạt động là cỏc ion, chỳng tham giatương tỏc với chất phõn tớch và pha tĩnh Chỳng cú khả năng phõn li trong dung dịch tạo thànhcỏc cation và anion Thớ dụ khi rửa giải cỏc ion kim loại trờn cột cationit, ta cú thể dựng phađộng là dung dịch HCl loóng

b) Lực phõn cực

Trong phõn tử chất phõn tớch, chất rửa giải trong pha động cũng như cỏc phõn tử trờn bềmặt pha tĩnh cú cỏc trung tõm phõn cực Chỳng cú thể là cỏc lưỡng cực điện cố định, cũng cúthể là những lưỡng cực điện do cảm ứng Chỳng tham gia liờn kết với cỏc phõn tử phõn cựckhỏc bằng lực liờn kết phõn cực Sự phõn cực trong cỏc phõn tử đụi khi rất nhỏ và sự chờnhlệch về độ phõn cực cũng rất nhỏ Tuy nhiờn, sự chờnh lệch này là yếu tố rất quan trọng để độbền liờn kết khỏc nhau, đú là điều cần thiết để phõn chia chỳng trong cỏc phộp tỏch sắc ký

Thớ dụ: cỏc chất đồng phõn o-Clorophyl, , m-Clorophyl, và p-Clorophyl, cresol chỉ khỏc nhau về vị trớ của nhúm CH3-Clorophyl, trong phõn tử Chớnh nhờ sự khỏc nhau về vị trớ này làm cho mật độ electron trong phõn tử củacỏc cresol khỏc nhau tạo nờn một sự khỏc biệt nhỏ về độ phõn cực, từ đú lực liờn kết phõn cựcvới pha tĩnh khỏc nhau, là nguyờn nhõn chờnh lệch về thời gian lưu trong quỏ trỡnh sắc ký

c) Lực phõn tỏn (lực Van-de-van)

Lực này cú bản chất điện, tuy nhiờn khụng hề cú cực điện trong mạng lưới phõn tử,cũng khụng liờn quan tới phõn tử lưỡng cực cảm ứng hay cố định Tương tỏc phõn tỏn điểnhỡnh là giữa cỏc mạch hyđrụ cacbon, nú là tương tỏc phõn tử

Thớ dụ: n-Clorophyl, heptan là chất lỏng chứ khụng phải khớ vỡ sự tương tỏc giữa cỏc phõn tử n-Clorophyl, heptan là lực phõn tỏn đủ lớn để giữ chất này ở trạng thỏi lỏng Để tỏch cỏc hyđrụ cac bonngười ta cú thể dựng hyđrụ cacbon khỏc làm pha tĩnh

d) Lực tương tỏc đặc biệt

Lực tương tỏc đặc biệt là lực tạo thành do cỏc liờn kết hydro, liờn kết cho nhận mà cú

Sự hỡnh thành liờn kết giữa cỏc nguyờn tử hydro và cỏc nguyờn tử cú độ õm điện caonhư O, N, F tạo thành liờn kết hidro Khi tham gia liờn kết, cỏc electron cũn gọi là "đỏm mõyelectron" chuyển dịch sang nguyờn tử cú độ õm điện cao Như vậy cỏc nguyờn tử của nguyờn

tố cú độ õm điện càng cao, liờn kết hydro càng bền chặt Người ta nhận thấy năng lượng liờnkết giảm theo dóy sau đõy:

FH F > OH O > NH N > CH C

Như vậy lực tương tỏc của cỏc phõn tử trong hệ sắc ký gồm: lực ion, lực phõn cực, lựcphõn tỏn và lực tương tỏc đặc biệt Cỏc lực này đối với cỏc chất khỏc nhau cú giỏ trị khỏc nhau

và quyết định đối với quỏ trỡnh tỏch sắc ký

3 Một số đại lượng dựng trong sắc ký

A

A K

][

][

3.2 Sự liờn hệ giữa tốc độ di chuyển của chất phõn tớch và K D

Chất phõn tớch A muốn di chuyển được nú phải ở pha động Gọi fA là phần mol chất A

ở pha động:

fA = số mmol chất A trong pha động

số mmol chất A trong toàn cột đ đ t t

đ đ

V A V A

V A

][]

[

][



Chia cả tử số và mẫu số cho [A]đVđ ta cú:

'1

11

1

A t

D

A

k V

V K

A A

A

k u f u u

di chuyển càng chậm, ngược lại khi k' càng nhỏ, chất phân tích di chuyển càng nhanh

3.3 Thời gian lưu t R , thời gian lưu hiệu chỉnh t' R

trị cực đại

u

k L u

L

A RA

)1

3.5 Hệ số tách 

Hệ số tách  là đại lượng đánh giá khả năng tách 2 chất bằng phương pháp sắc ký Nóphụ thuộc vào hệ số phân bố của 2 chất đó vì vậy là tỷ số của hệ số phân bố của 2 chất Mộtchất phân tích A và một chất khác B hoặc một chất chuẩn

Điều kiện cần thiết để hai chất A và B tách khỏi nhau là   1

' '

B

A DB

DA

k

k K

"pic"sắc ký Để tính toán hàm lượng chất phân tích, tính diện tích píc sắc ký là chính xác nhất.Ngày nay, hầu hết các máy hiện đại đều được trang bị các thiết bị tính diện tích của píc sắc kýmột cách tự động

3.7 Đĩa lý thuyết và xác định số đĩa lý thuyết bằng thực nghiệm

Đĩa lý thuyết là phần nào đó của cột mà ở đó cân bằng được thiết lập

Gọi n là số đĩa lý thuyết,  là độ lệch chuẩn;   n Đối với cột sắc ký thì n cànglớn thì pic càng hẹp Thời gian lưu tỷ lệ với n : tR  n, nên ta có thể viết:

Hình 2: Các đại lượng xác định số đĩa lý thuyết của cấu tử A

Số đĩa lý thuyết n có thể viết lại là:

2 2 / 1 R

2 R

w

t54,5w

t16

3.8 Độ phân giải, cách làm tăng độ phân giải

Độ phân giải (R) nói lên mức độ tách các cấu tử khỏi nhau trong một phép tách sắc ký.

Hai cấu tử A và B được tách khỏi nhau càng triệt để, độ phân giải càng cao Độ phân giải đượcđánh giá qua các đại lượng đặc trưng riêng là: thời gian lưu, tRA, tRB, độ rộng pic WA,WB

B A

RA RBWW

)t2(tR





Trong đó: tRB -Clorophyl, tRA = tR là sự chênh lệch thời gian lưu (cũng có thể dùng thể tích lưu

VRA-Clorophyl, VRB) của 2 cấu tử A và B Đại lượng này được so sánh với tổng bán chiều rộng píc, đobằng giây hoặc ml nói lên khả năng tách của cột

Khi R=1, hai cấu tử A và B mới tách khỏi nhau đạt 95% nghĩa là còn 2,5% của A còn ởtrong B , 2,5% B ở trong A

Khi R= 1,5 thì hai cấu tử A và B đã tách khỏi nhau đạt 99,8 % có nghĩa là còn 0,1% A

ở trong B và ngược lại

Khi tăng chiều dài cột, số đĩa lý thuyết tăng:

tR  n, chiều rộng pic tỉ lệ với n

R  n

n hay R  LThí dụ khi tăng gấp đôi chiều dài cột, độ phân giải mới R' sẽ là: R' = 2 R

4 Một số phương pháp sắc ký cổ điển

4.1 Sắc kí giấy

Phương pháp sử dụng vật liệu chất mang là giấy còn pha tĩnh là chất lỏng trên bề mặt giấy

Hình 3: Sắc kí giấy

Giấy là một vật liệu đặc biệt bao gồm những sợi xenlulozơ trên đó có những nhóm -Clorophyl, OHphân cực cho nên nó là vật liệu ưa nước Khi tẩm bằng nước, trên bề mặt giấy có một lớp nướcmỏng, phân cực làm pha tĩnh cũn pha động là dung môi không phân cực Đây là loại sắc kíphân bố L-Clorophyl, L Theo quan niệm thông thường pha tĩnh phân cực cũn pha động không phân cực là

Trong sắc kí lớp mỏng pha tĩnh rất đa dạng: chất hấp phụ, trao đổi ion, chất rây phân tử

và ngoài ra người ta cũn tẩm các dung mụi khỏc nhau trờn chất mang rắn Do đó cơ chế táchcũng có thể là hấp phụ, trao đổi ion, rây phân tử hoặc phân bố Nói cách khác, sắc ký lớp mỏng

có đầy đủ 4 cơ chế tách tuỳ thuộc vào pha tĩnh sử dụng

Sau khi phủ lớp pha tĩnh lên bản mỏng, nạp chất phân tích vào một phía của bản mỏngsau đó cho bản mỏng tiếp xúc với pha động ở phía gần mẫu nhất, tốt nhất là thực hiện trong hệkín, không khí bóo hoà pha động Sau một thời gian nhất định, lấy bản mỏng ra cho hiện chấtphân tích Tiến hành định tính và định lượng chất phân tích Đại lượng đánh giá sự di chuyểncủa chất tan trong sắc kí lớp mỏng cũng tương tự như trong sắc kí giấy

4.3 Phát hiện các chất phân tích trên bản mỏng và giấy

Các chất phân tích đôi khi không có màu, và nếu có màu thường rất nhạt và không rừ

Để thể hiện được mẫu trên giấy hoặc bản mỏng, ta áp dụng một vài nguyên tắc sau:

-Clorophyl, Tận dụng tính chất của các chất có khả năng phát huỳnh quang, xác định trực tiếp chất saukhi dùng ánh sáng kích thích

-Clorophyl, Đưa thêm các chất chỉ thị huỳnh quang và dùng ánh sáng tử ngoại (UV) chiếu vào để ghinhận mẫu (thường sẽ có màu xanh) Đú là các dẫn xuất của piren, fluorexein, morin hayrodamin B Đối với sắc kí bản mỏng có thể áp dụng cách:

-Clorophyl, Phun các chất oxi hoá mạnh như HNO3, KMnO4 hay H2SO4 đặc vào để oxi hoá các chất hữu

cơ, sẽ có các điểm bị oxihoá và chuyển sang màu đậm là chất phân tích

-Clorophyl, Đưa các thuốc thử đặc biệt vào như ninhydrin để hiện -Clorophyl, NH2 Sử dụng các chất tạo phức màulàm cho kim loại có thể nhìn thấy

3.4 Ứng dụng của sắc kí lớp mỏng

Sắc ký lớp mỏng có thể áp dụng trong công nghiệp, sinh học, lâm sàng hay phân tíchcác dược phẩm

a) Phân tích các cation kim loại: Ni2+, Co2+ , Cu2+ , Fe3+, Hg2+, Cd2+

-Clorophyl, Pha động: axeton 5%, HCl 8% trong nước; thuốc hiện: 8-Clorophyl, oxiquynolin

-Clorophyl, Phân tĩnh: Glucozơ

b) Tách các amin

-Clorophyl, Pha động: Butanol: CH3COOH : H2O = 4:1:5; Thuốc hiện: Ninhydrin 0,2% trong axetonkhan

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Douglas A Skoog, F.James Holler, Stanley R Crouch, Principles of InstrumentalAnalysis, six edition, Canada, 2007

GIẢNG DẠY THỰC HÀNH VỀ CHUẨN ĐỘ GIÁN TIẾP

Hoá học phân tích được chia làm 2 phần chính:

- Phân tích định tính: tìm xem có bao nhiêu cấu tử (nguyên tố, phân tử hoặc ion) trong mẫu nghiên cứu

- Phân tích định lượng: xác định chính xác hàm lượng của các cấu tử có trong mẫu nghiên cứu

Để xác định hàm lượng của các cấu tử trong mẫu nghiên cứu có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau, trong đó có phương pháp phân tích thể tích

Trong chương trình phổ thông có đề cập đến chuẩn độ axit – bazơ nhưng chưa cho học sinh biết cách thiết lập phương trình đường chuẩn độ, cách xây dựng đường chuẩn độ dựa trên

đó học sinh có thể chọn chất chỉ thị thích hợp trong quá trình chuẩn độ từ đó xác định hàm lượng của mẫu nghiên cứu chính xác

Phần trình bày này, chỉ đề cập đến một số khái niệm và cách xác định nồng độ của một

số axit, bazơ thường gặp bao gồm 3 phần:

2 Các khái niệm cơ bản.

-Clorophyl, Phản ứng chuẩn độ là phản ứng giữa thuốc thử R với cấu tử cần xác định X

Phản ứng chuẩn độ phải thõa mãn các yêu cầu sau:

+ Phản ứng phải nhanh (nghĩa là sự kết hợp giữa R và X gần như tức thời)

+ Phản ứng giữa R và X phải theo đúng hệ số hợp thức của phương trình phản ứng.+ Phản ứng phải có tính chọn lọc (nghĩa là thuốc thử R chỉ phản ứng với cấu tử cần xácđịnh X mà không phản ứng với các cấu tử khác có trong dung dịch)

+ Phải có chất chỉ thị thích hợp để xác định điểm cuối của quá trình chuẩn độ

-Clorophyl, Sự chuẩn độ (quá trình chuẩn độ) là quá trình cho dần dung dịch chuẩn R từ buret vào mộtthể tích xác định dung dịch cần chuẩn X đựng trong bình erlen (hoặc ngược lại) cho đến khixuất hiện tín hiệu nào đó cho biết hết cấu tử X (hoặc hết thuốc thử R) thì ngừng chuẩn độ -Clorophyl, Chất thay đổi tín hiệu khi chuẩn độ được gọi là chất chỉ thị

-Clorophyl, Điểm tương đương là thời điểm lượng thuốc thử R cho vào vừa đủ phản ứng với toàn bộcấu tử X trong dung dịch chất cần chuẩn

-Clorophyl, Điểm cuối chuẩn độ (điểm kết thúc chuẩn độ) là thời điểm ngừng chuẩn độ

Lưu ý: kết quả chuẩn độ sẽ chính xác khi dừng chuẩn độ ngay tại điểm tương đương nhưngthường kết thúc chuẩn độ ở gần điểm tương đương và đó là nguyên nhân gây sai số hệ thốngtrong phương pháp chuẩn độ.

-Clorophyl, Đường chuẩn độ là đường biểu diễn nồng độ của cấu tử X trong quá trình chuẩn độ theo thểtích thuốc thử cho vào

-Clorophyl, Bước nhảy của đường chuẩn độ là đoạn có sự biến thiên lớn nhất theo thể tích thuốc thửcho vào tương ứng nhỏ nhất (Điểm tương đương nằm trong vùng bước nhảy chuẩn độ)

II Phân loại các phương pháp phân tích thể tích.

-Clorophyl, Phương pháp chuẩn độ axit – bazơ

-Clorophyl, Phương pháp chuẩn độ tạo phức

-Clorophyl, Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử

-Clorophyl, Phương pháp kết tủa

III Một số cách chuẩn độ và tính kết quả trong phương pháp phân tích thể tích.

1 Chuẩn độ trực tiếp.

Dung dịch chuẩn R từ buret được cho dần vào VX (mL) dung dịch cần chuẩn X có chứa chấtchỉ thị thích hợp cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn Ghi thể tích dung dịch R tiêu tốn (VRmL)

Từ VX , VR , CM(R) đã biết và phương trình phản ứng tính CM(X)

(Hoặc thực hiện ngược lại)

Ưu điểm: đơn giản, nhanh chóng và chính xác

Nhược điểm: khó chọn thuốc thử R thích hợp

Ví dụ : Để chuẩn hóa dung dịch NaOH người ta hòa tan 1,2600 gam H2C2O4.2H2O vào nước

và thêm nước đến 500,00 mL Chuẩn độ 25,00 mL dung dịch thu được hết 12,58 mL dung dịchNaOH Tính nồng độ mol của dung dịch NaOH

Phương trình phản ứng chuẩn độ:

2NaOH + H2C2O4   Na2C2O4 + 2H2OTheo phương trình phản ứng: nNaOH = 2nH C O 2 2 4

 CM(NaOH)VNaOH = 2CM( H C O 2 2 4 )VH C O 2 2 4

 CM(NaOH) x 12,58.10-Clorophyl, 3 = 2 x 33

1,2600 25.10.126,00 500.10

Phương trình phản ứng:

AgNO3 + NaCl   AgCl  + NaNO3 (1)Phương trình chuẩn độ:

AgNO3 + NH4SCN   AgSCN  + NH4NO3 (2)Theo phương trình (1) và (2) ta có:

V

Cho VX (mL) dung dịch cần xác định X tác dụng với lượng dư 1 chất khác (MY) để tạo ra

MX và Y Lượng Y sinh ra được chuẩn độ trực tiếp bằng dung dịch chuẩn R thích hợp thì mất

VR (mL)

Từ VR , CM(R) suy ra lượng Y sinh ra

Từ lượng Y, Vx và phương trình phản ứng suy ra CM(X)

Điều kiện chuẩn độ thế: MX phải bền hơn MY

Ưu điểm: của chuẩn độ ngược và chuẩn độ thế có thể sử dụng trong trường hợp không thể sửdụng cách chuẩn độ trực tiếp

Nhược điểm: quá trình chuẩn độ thường phức tạp, thực hiện lâu, độ chính xác thấp hơnchuẩn độ trực tiếp

Ví dụ : Để định lượng đồng, người ta hòa tan 1,080 gam quặng đồng Thêm KI dư Sau đó

chuẩn độ iôt giải phóng ra thì hết 15,65 mL dung dịch Na2S2O3 0,0950 M Tính %Cu có trongquặng

Phương trình phản ứng:

2Cu2+

+ 5I-Clorophyl,   2CuI  + I 3- (1)Phương trình chuẩn độ:

-Clorophyl, Dùng phương pháp này để xác định nồng độ axit, bazơ

-Clorophyl, Là phương pháp phân tích thể tích dựa trên phản ứng chuẩn độ:

H + + OH -  H 2 O

-Clorophyl, Trong quá trình chuẩn độ nồng độ ion H+ và ion OH-Clorophyl, luôn thay đổi nghĩa là pH dung dịch

thay đổi.

-Clorophyl, Đường biểu diễn sự biến thiên của pH với lượng dung dịch chuẩn cho vào gọi là đường

chuẩn độ axit – bazơ.

-Clorophyl, Để xác định điểm tương đương trong quá trình chuẩn độ, người ta dùng chất chỉ thị axit –

bazơ.

II Chất chỉ thị axit-bazơ (chất chỉ thị pH).

-Clorophyl, Là những chất có màu thay đổi theo sự thay đổi của pH

-Clorophyl, Thường là những axit yếu hữu cơ (HInd) hoặc bazơ yếu hữu cơ (IndOH), trong đó, dạngaxit (HInd; Ind+) và bazơ liên hợp (Ind-Clorophyl, ; IndOH) có màu khác nhau

-Clorophyl, Trong dung dịch chất chỉ thị tồn tại đồng thời 2 dạng axít và bazơ liên hợp có màu khácnhau:

HInd   H+ + Ind-Clorophyl, (a)IndOH   Ind+ + OH-Clorophyl, (b)-Clorophyl, Nếu nồng độ của chúng hơn kém nhau không quá 10 lần  mắt ta thấy sự tồn tại của cả 2dạng màu

-Clorophyl, Nếu nồng độ của chúng hơn nhau từ 10 lần trở lên, mắt ta nhìn thấy màu của dạng cónồng độ lớn hơn.

Ví dụ: chỉ thị metyldacam là axit yếu (HInd) trong dung dịch tồn tại cân bằng phân ly

HInd   H+ + Ind-Clorophyl,

Đỏ Vàng

-Clorophyl, Khi pH giảm (nghĩa là nồng độ H+ tăng):cân bằng chuyển dịch về phía trái  nồng độ

HInd tăng đến khi

-HInd Ind

C

C  10, dung dịch có màu đỏ.

-Clorophyl, Khi pH tăng (nghĩa là nồng độ H+ giảm):cân bằng chuyển dịch về phía phải  nồng độ

Ind-Clorophyl, tăng đến khi Ind

-HInd

C

C  10, dung dịch có màu vàng.

Một số chất chỉ thị axit – bazơ thường dùng

Tên thường dùng Dung môi Màu dạng

axít

Màu dạngbazơ

Khoảng pH đổimàu

Metyldacam

(Heliantin)

III.Chuẩn độ axit – bazơ

1 Chuẩn độ đơn axit mạnh bằng đơn bazơ mạnh và ngược lại.

a Chuẩn độ đơn axit mạnh bằng đơn bazơ mạnh.

Khảo sát sự chuẩn độ V0 (mL) dung dịch axit mạnh HA có nồng độ C0(M) bằng dung dịchbazơ mạnh BOH có nồng độ C (M), giả sử thể tích BOH tiêu thụ trong quá trình chuẩn độ là

V (mL)

* Phản ứng chuẩn độ: H+ + OH-Clorophyl,   H2O

* Phương trình đường chuẩn độ:

-Clorophyl, Trước khi chuẩn độ: dung dịch là dung dịch axit mạnh HA có nồng độ C0(M)

pH = -Clorophyl, lg[H+] = -Clorophyl, lgC0 -Clorophyl, Trước điểm tương đương: dung dịch hỗn hợp gồm axit mạnh HA dư và muối của nó vớibazơ mạnh BA

Ví dụ: Chuẩn độ 20mL dung dịch HCl 0,1M bằng dung dịch NaOH 0,1M Hãy tính pH củadung dịch tại các thời điểm:

a Trước khi chuẩn độ

b Thể tích dung dịch NaOH tiêu thụ là 19,98mL

c Thể tích dung dịch NaOH tiêu thụ là 20mL

d Thể tích dung dịch NaOH tiêu thụ là 20,02mL

Giải : Phương trình chuẩn độ: H+ + OH-Clorophyl,   H2O

a Trước chuẩn độ: dung dịch là dung dịch HCl 0,1M

Để vẽ đường cong chuẩn độ dung dịch HCl 0,1 M bằng dung dịch NaOH 0,1M ta nên tính

pH tại các thời điểm theo bảng 1

Bảng 1: Đường chuẩn độ HCl 0,1M bằng NaOH 0,1M

-Clorophyl, Khoảng pH thay đổi đột ngột khi lượng dung dịch chuẩn cho vào từ thiếu đến thừa 0,1%

được gọi là bước nhảy pH của đường chuẩn độ (tương đương với khoảng pH từ 4,3 đến 9,7)