BÀI GIẢNG HÓA HỌC PHÂN TÍCH GV NGÔ THỊ CHINH ĐÀ NẴNG 2015 by Dạy Kèm Quy Nhơn Official

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

BÀI GIẢNG HOÁ HỌC PHÂN TÍCH GIẢNG VIÊN: NGÔ THỊ CHINH

Đà Nẵng 08/2015

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Mở đầu

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

phương pháp phân tích sắc kí… Các bước phải thực hiện khi phân tích một đối tượng nào đó - Chọn phương pháp phân tích thích hợp và các vấn đề cần giải quyết. Chú ý đến ý nghĩa kinh tế, độ chính xác, độ lặp và tính khả thi của phương pháp phân tích. - Chọn mẫu đại diện là mẫu có thành phần phản ánh đúng nhất cho thành phần của đối tượng phân tích. Chuẩn bị mẫu thí nghiệm và chuyển mẫu từ dạng rắn sang dung dịch. - Tách các chất, đó là công việc cần thiết để xác định đối tượng chính trong mẫu có độ chọn lọc và chính xác cao. - Tiến hành định lượng các chất bằng phương pháp phân tích đã chọn. - Tính toán và đánh giá độ tin cậy của phép phân tích.

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

TR ẦN

H Ư

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Hóa học phân tích là một chuyên ngành riêng của hoá học dựa trên nền tảng của hoá học vô cơ, hữu cơ và hoá lý. Hoá học phân tích cho phép xác định thành phần định tính và định lượng của các chất và hỗn hợp của chúng. Như vậy hoá phân tích bao gồm các phương pháp phát hiện, nhận biết cũng như các phương pháp xác định hàm lượng các chất trong các mẫu phân tích. Phân tích định tính nhằm xác định các nguyên tố hoá học, ion, nguyên tử, phân tử có trong thành phần chất phân tích. Phân tích định tính dựa vào sự chuyển chất phân tích thành hợp chất mới nào đó có những tính chất đặc trưng như có màu, có trạng thái vật lý đặc trưng, có cấu trúc tinh thể hay vô định hình…Để giải quyết nhiệm vụ của phân tích định tính người ta thường dùng hai phương pháp phân tích hoá học: phương pháp H2S, phương pháp axitbazơ hoặc các phương pháp phân tích hoá lý: phân tích phổ phát xạ nguyên tử, phân tích huỳnh quang, phương pháp quang kế ngọn lửa. Phân tích định lượng cho phép xác định thành phần về lượng các hợp phần của chất cần phân tích. Để giải quyết nhiệm vụ của phân tích định lượng, người ta dùng các phương pháp phân tích hoá học: phân tích khối lượng, phân tích thể tích hoặc các phương pháp hoá lý: đo màu, phân tích phổ hấp thụ nguyên tử, các phương pháp phân tích điện hoá, các

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Chương 1: Dung dịch chất điện ly và cân bằng hóa học Mục tiêu: - Biết được các khái niệm về dung dịch chất điện ly, phân loại chất điện ly

Khái niệm về hoạt độ, hằng số cân bằng

–

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

- Chất điện ly mạnh là những chất có khả năng phân ly hoàn toàn thành các ion trong dung dịch, thường là các hợp chất có liên kết ion hay liên kết cộng hoá trị phân cực mạnh. Ví dụ: các muối vô cơ, muối hữu cơ, các axit vô cơ, các bazơ vô cơ nhóm kim loại kiềm, kiềm thổ KNO3 → K+ + NO3NaOH → Na+ + OHH2SO4 → 2H+ + SO42- Chất điện ly yếu là những chất phân ly không hoàn toàn trong dung dịch (chỉ có 1 phần số phân tử hòa tan phân li ra ion, phần còn lại vẫn tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch), thường là các chất có liên kết cộng hoá trị phân cực yếu hay liên kết cho nhận. Ví dụ: các axit, bazơ vô cơ yếu, hầu hết các axit, bazơ hữu cơ, các ion phức.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

1.1.2. Phân loại chất điện ly

10 00

⃗⃗⃗

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

H Ư

TR ẦN

HCl → H+ + Cl− NaCl → Na+ + Cl− Phương trình điện ly cho chất điện ly có công thức tổng quát AmBn

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

thành các ion riêng rẽ trong môi trường nước hoặc khi nóng chảy. – Chất điện ly là những chất khi tan trong dung môi (dung môi thường dùng là nước) phân ly thành các ion. Dung dịch chất điện ly có khả năng dẫn điện. Ví dụ: Các muối axit, bazơ. – Chất không điện ly là chất khi tan trong nước tạo thành dung dịch không dẫn điện. Ví dụ: Dung dịch đường, dung dịch rượu… Ví dụ: NaCl, HCl hòa tan được trong nước hoặc các dung môi phân cực khác

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

1.1. Sự điện ly và chất điện ly 1.1.1. Định nghĩa về sự điện ly và chất điện ly – Điện ly là sự phân ly của một chất có liên kết ion hoặc liên kết cộng hoá trị phân cực

⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗ 2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Để phân loại chất điện ly người ta dựa vào độ điện ly (kí hiệu là α) và hằng số điện ly (kí hiệu Kđ). - Độ điện ly (α) là tỷ số giữa số phân tử đã phân ly thành ion (n) và tổng số phân tử đã hoà tan (no) hay tỷ số giữa nồng độ chất đã điện ly (C) và nồng độ chất đã hoà tan (C0)

ÁN

mạnh, chất điện ly phân ly ra các ion càng nhiều và ngược lại. K phụ thuộc vào bản chất của chất điện ly, dung môi và nhiệt độ. Trong tính toán, người ta còn sử dụng đại lượng pK với quy ước pK= -lgK. Một chất điện ly có pK càng nhỏ thì có khả năng điện ly càng mạnh trong dung dịch.

ÀN Đ IỄ N

Quan hệ giữa hằng số điện ly và độ điện ly. Định luật pha loãng Ostwald. Xét quá trình phân ly của một axit yếu HA có nồng độ ban đầu C, hằng số điện ly K

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

-L

Í-

K đặc trưng cho khả năng điện ly của chất điện ly, K càng lớn thì chất điện ly càng

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

10 00

Hằng số điện ly (Kđ) là hằng số cân bằng của phản ứng phân ly, là tỷ số giữa phân tích số nồng độ của sản phẩm đã điện ly và phân tích số nồng độ chưa điện ly. Với chất điện ly AmBn

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

TR ẦN

H Ư

ẠO

Như vậy độ điện ly có thể có giá trị 0 ≤ α ≤1 Tuy nhiên trong thực tế khi xác định độ điện ly của dung dịch chất điện ly mạnh thì α thường nhỏ hơn 1 (α chỉ bằng 1 khi dung dịch được pha loãng vô cùng). Nguyên nhân là do ở những dung dịch có nồng độ cao xảy ra tương tác tĩnh điện giữa các ion hoặc sự tụ hợp giữa các ion với phân tử. Kết luận: độ điện ly α phụ thuộc vào bản chất của chất tan, dung môi, nồng độ dung dịch và nhiệt độ.

 Dung dịch các chất không điện ly: α =0  Dung dịch các chất điện ly hoàn toàn: α = 1

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Ví dụ: Dung dịch HF trong nước có nồng độ 0.1M ở 25oC có α= 0.09 nghĩa là cứ hoà tan 100 phân tử thì có 9 phân tử phân ly thành ion.

và độ điện ly α ⃗⃗⃗ Nồng độ ban đầu

Nồng độ khi điện ly

αC

αC 3

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Nồng độ cân bằng

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

C- αC

αC

Khi α << 1 thì có thể coi 1-α ≈ 1, khi đó ta có biểu thức đơn giản hơn:

Ví dụ: Tính hằng số điện ly của CH3COOH biết dung dịch có nồng độ 0.1M và độ

Vì α<<1 nên K= α2.C= (0.0132)2.10-1= 1,74.10-5

điện ly 0.0132

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

1.2. Các định luật cơ bản của hóa học áp dụng cho các hệ trong dung dịch chất điện ly 1.2.1. Định luật bảo toàn nồng độ ban đầu a. Biểu diễn nồng độ trong dung dịch – Nồng độ gốc C0: nồng độ trước khi cho vào hỗn hợp phản ứng – Nồng độ ban đầu Co : Nồng độ chất (cấu tử) trong hỗn hợp trước khi phản ứng xảy ra – Nồng độ cân bằng []: Nồng độ chất (cấu tử) trong dung dịch khi hệ đạt trạng thái cân bằng b. Định luật bảo toàn nồng độ ban đầu Nội dung: Nồng độ ban đầu của một cấu tử bằng tổng nồng độ cân bằng của các dạng tồn tại của cấu tử đó có mặt trong dung dịch. Chú ý: Nếu ban đầu cấu tử tồn tại ở dạng đơn nhân còn ở trạng thái cân bằng lại đa nhân thì nồng độ của dạng đa nhân phải nhân với hệ số tương ứng.

ÁN

Ví dụ: Dung dịch K2CrO4 0,1M tồn tại dưới các dạng sau: CrO42-, Cr2O72-, HCrO4-. Biểu thức ĐLBT nồng độ đối với K+: [K+] = 2[K2CrO4] = 0,2 Biểu thức ĐLBT đối với CrO4: [CrO4] = [CrO42-] + [Cr2O72-] + [HCrO4-]

IỄ N

ÀN

1.2.2. Định luật bảo toàn điện tích (BTĐT ) Nội dung: Tổng điện tích âm của các anion phải bằng tổng điện tích dương của các cation (điện tích của mỗi loại ion bằng tích nồng độ cân bằng nhân với điện tích của ion tương ứng). [i] × zi = tổng điện tích của ion i

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

khi pha loãng thì độ điện ly của dung dịch tăng lên.

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

điện ly. Đó là nội dung của định luật pha loãng Ostwald. Như vậy khi nồng độ giảm nghĩa là

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Biểu thức trên cho thấy: độ điện ly tỷ lệ nghịch với căn bậc hai của nồng độ chất

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

Nếu biết độ điện ly α ở một nhiệt độ xác định có thể tính được K và ngược lại

√

Ví dụ: Dung dịch K2CrO4 trong môi trường axit tồn tại các ion: H+, K+, CrO42-, Cr2O72-, HCrO4-. 4

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

[H+]+[K+]=[HCrO4-]+2[Cr2O72-]+2[CrO42-]

ÁN TO

√

Trong đó Zi là điện tích của ion i, µ là lực ion

IỄ N

ÀN

Lực ion được tính theo công thức:

√

∑

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

-L

Í-

10 00

Do đó lực tương tác giữa các ion đã bị giảm vì có hiệu ứng chắn giữa các ion với nhau và nồng độ thể hiện hoạt tính hóa học của chúng đã bị giảm xuống và nồng độ có hoạt tính hóa học này được gọi là nồng độ hoạt động, hay gọi tắt là hoạt độ và ký hiệu là a (active concentration). Như vậy a = f.C, trong đó f được gọi là hệ số hoạt độ. Vì a ≤ C nên f ≤ 1. Phương trình tính f được thiết lập dựa trên lý thuyết động học phân tử, định luật Debye Huckel:

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

TR ẦN

H Ư

ẠO

Còn với các dung dịch đậm đặc hơn, xung quanh một cation còn có nhiều anion và ngược lại hiện tượng bao bọc này tạo thành lớp «khí quyển» ion :

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

trong đó F là lực hút giữa các ion, q1 và q2 là điện tích của hai ion, r là khoảng cách giữa hai ion, ε là hằng số điện môi.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

1.2.3. Định luật tác dụng khối lượng a. Hoạt độ của cấu tử Theo thuyết về chất điện ly mạnh của Debye – Huckel, với những dung dịch loãng và rất loãng, khoảng cách giữa các ion xa nhau, lực tương tác giữa các ion không đáng kể và được tính bằng công thức:

trong đó i là ion thứ i; n là tổng số ion có trong dung dịch. Nếu µ < 0,01 → lgfi = - 0.5.Zi2√ Nếu 0,01 < µ < 0,2 ta tính lgf theo công thức trên Ví dụ: Tính hoạt độ của ion Ca2+ trong dung dịch gồm CaCl2 0,01M và NaNO3 0,01 M Trong dung dịch tồn tại các cân bằng điện ly sau: ⃗⃗⃗ 5

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

0,01

0,02

0,01

⃗⃗⃗ 0,01

Lực ion

√

1.0

K+

10 00

0.8 0.6

Ca2+

0.4 0.2

Fe(CN)6 4–

0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

Hình 1.2: Ảnh hưởng của lực ion lên hệ số hoạt độ

ÁN

-L

Í-

Al3+

IỄ N

ÀN

1.3. Cân bằng hóa học Nhiều phản ứng hóa học được sử dụng trong hóa phân tích không đạt được độ chuyển hóa hoàn toàn của chất phản ứng thành sản phẩm. Thay vào đó, những phản ứng này đạt trạng thái mà tỉ lệ giữa nồng độ chất phản ứng và sản phẩm là hằng số, trạng thái này được gọi là trạng thái cân bằng hóa học (chemical equilibrium). Xét phản ứng thuận nghịch:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

H Ư

ẠO

Vậy hoạt độ của ion Ca trong dung dịch là 0,0046 b. Hệ số hoạt độ Hệ số hoạt độ phản ánh tương tác tĩnh điện của các ion với nhau. – Trong một dung dịch không quá đậm đặc, hệ số hoạt độ của một cấu tử không phụ thuộc vào bản chất của dung dịch mà chỉ phụ thuộc vào lực ion. – Với cùng một lực ion nhất định, hệ số hoạt độ của một cấu tử giảm đáng kể khi điện tích của cấu tử tăng (Hình 1.2). – Các cấu tử có cùng điện tích thì có hệ số hoạt độ xấp xỉ bằng nhau.

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

0.0046 2+

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

√

⃗⃗⃗ Trong quá trình phản ứng, tốc độ phản ứng theo chiều thuận giảm dần, còn tốc độ phản ứng theo chiều nghịch tăng dần. Khi tốc độ phản ứng theo chiều nghịch bằng tốc độ 6

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

phản ứng theo chiều thuận thì phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng. Trạng thái cân bằng được đặc trưng bởi hằng số cân bằng (K).

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

Câu hỏi và bài tập chương 1 1- Tính độ điện ly của HCN trong dung dịch có nồng độ 1M. Biết KHCN = 6,2.10-10 2- Tính nồng độ của dung dịch CH3COOH khi độ điện ly của nó là 2%. Biết Ka của CH3COOH bằng 1,75.10-5. 3- Tính lực ion của các dung dịch a- AlCl3 0,003M + HCl 0,02M b- Al2(SO4)3 0,06M + Na3Fe(CN)6 0,1M + HCl 0,05M c- HClO4 0,05M + CrCl3 0,05M 4- Tính hệ số hoạt độ của ion OH- trong dung dịch NaOH 0,1M và Na2SO4 0,05M

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

TR ẦN

H Ư

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Trong đó [A], [B], [C], [D] là nồng độ cân bằng của A, B, C, D Như vậy hằng số cân bằng nồng độ (Kc) biểu diễn mối quan hệ giữa nồng độ chất phản ứng và nồng độ sản phẩm tạo thành ở trạng thái cân bằng. Kc phụ thuộc vào nhiệt độ. Đối với cân bằng xảy ra trong dung dịch, các phần tử tham gia phản ứng và tạo thành sau phản ứng thường là các ion, khi đó nếu tính lực tương tác tĩnh điện giữa các ion, thì nồng độ phải thay bằng hoạt độ. Trong thực tế, để tính toán được đơn giản, hằng số cân bằng hoạt độ thường được coi bằng hằng số cân bằng nồng độ, tức là bỏ qua sự tương tác tĩnh điện giữa các ion trong dung dịch và khi đó hệ số hoạt độ bằng 1. Một số cân bằng hoá học dùng trong hoá phân tích: - Cân bằng axit-bazơ - Cân bằng tạo phức - Cân bằng kết tủa - Cân bằng oxi hoá khử

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Chương 2: Đại cương về phân tích khối lượng và phân tích thể tích

TR ẦN

H Ư

Để xác định khối lượng của cấu tử M có trong đối tượng phân tích X, người ta tách hoàn toàn M ra khỏi các cấu tử khác dưới dạng một hợp chất hóa học có thành phần xác định, ví dụ MxAy. Dựa vào lượng cân của X và của MxAy mà tính khối lượng M hoặc hàm lượng % của M có trong đối tượng phân tích. Dưới đây là một số phương pháp xác định hàm lượng của cấu tử thường dùng trong hóa phân tích: - Tách cấu tử xác định dưới dạng hợp chất ít tan bằng phản ứng tạo kết tủa. Ví dụ định lượng sunfat bằng cách làm kết tủa dưới dạng BaSO4

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

- Nếu cấu tử xác định dễ bay hơi hoặc có thể dễ dàng chuyển thành hợp chất dễ bay hơi ở những điều kiện thực nghiệm xác định thì có thể dùng phương pháp đuổi bằng cách đun nóng hoặc nung mẫu phân tích ở nhiệt độ cao và dựa vào khối lượng giảm đi khi xử lý phân tích nhiệt mà suy ra hàm lượng cấu tử xác định trong đối tượng phân tích. Ví dụ để xác định nước kết tinh có trong BaCl2.nH2O, mẫu được sấy ở nhiệt độ 120OC cho đến khi đuổi hết nước. Dựa vào độ giảm khối lượng của mẫu trước và sau khi sấy xác định được hàm lượng của nước. - Giữ lại các cấu tử sau khi bị đuổi ra khỏi mẫu bằng một số chất hấp phụ thích hợp. Dựa vào độ tăng khối lượng của các chất hấp khụ sau thí nghiệm mà suy ra hàm lượng cấu tử xác định có trong mẫu phân tích. Ví dụ để xác định lượng C và H trong các mẫu hữu cơ, mẫu được đốt cháy để chuyển C thành CO2 và H thành H2O, rồi cho hấp phụ chọn lọc để giữ lại CO2 và H2O, dựa vào khối lượng của các chất tạo thành này sẽ tính được hàm lượng C và H trong mẫu. Trong các phương pháp trên thì phương pháp phân tích khối lượng dựa trên phản ứng tạo kết tủa đóng vai trò quan trọng và có ứng dụng rộng rãi nhất.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

2.1.1 Nguyên tắc chung của phương pháp phân tích khối lượng

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

2.1. Phương pháp phân tích khối lượng

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

thọ, dung dịch chuẩn, dung dịch chuẩn gốc, chất gốc, sai số... - Biết được các phương pháp phân tích thể tích và các phương pháp chuẩn độ

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

Mục tiêu: - Biết được một số phương pháp phân tích khối lượng. Các khái niệm trong phương pháp phân tích thể tích như sự chuẩn độ, điểm tương đương, điểm cuối chuẩn độ, chất chỉ

2.1.2. Các phương pháp phân tích khối lượng a- Phương pháp đẩy 8

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

IỄ N

ÀN

2.1.3 Phương pháp phân tích kết tủa a- Nguyên tắc chung của phương pháp kết tủa Phương pháp kết tủa là phương pháp dựa vào việc cân sản phẩm tách ra bằng phản ứng kết tủa. Trong phương pháp này, người ta thực hiện một loạt các thao tác như lọc, rửa, sấy, nung... Các giai đoạn cơ bản của quá trình phân tích khối lượng bằng phương pháp kết tủa bao gồm: - Cân mẫu và chuyển mẫu vào dung dịch. -

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ÁN

-L

Í-

10 00

Nguyên tắc: Chất phân tích được đem chưng cất trực tiếp hay gián tiếp. - Trong chưng cất trực tiếp, chất phân tích được chuyển sang dạng bay hơi rồi được hấp thụ vào chất hấp thụ thích hợp. Khối lượng của chất hấp thụ tăng lên tương ứng với lượng chất cần xác định đã được hấp phụ. - Trong chưng cất gián tiếp, người ta đun rồi cho bay hơi hết chất phân tích. Chẳng hạn người ta có thể xác định hàm lượng nước được kết tinh trong các loại muối bằng cách sấy dưới một nhiệt độ xác định. Nói chung phương pháp chưng cất không phải là phương pháp phổ biến vì nó chỉ được áp dụng khi mẫu phân tích có chứa chất bay hơi hoặc dễ dàng chuyển sang chất bay hơi. Sau đây ta chỉ nghiên cứu phương pháp chính là phương pháp kết tủa.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

H Ư

Nguyên tắc: Người ta điện phân để tách kim loại cần tách trên cathod Pt. Sau khi kết thúc điện phân, đem sấy điện cực rồi cân và suy ra khối lượng kim loại đã thoát ra trên điện cực cathod. Phương pháp này thường được dùng để xác định kim loại trong môi trường đệm pH = 7. d- Phương pháp chưng cất

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Nguyên tắc: dựa vào việc tách thành phần cần xác định ở dạng đơn chất rồi cân. Ví dụ: Xác định vàng trong một hợp kim như sau: hòa tan hợp kim bằng nước cường toan thành dung dịch, đem chế hóa dung dịch đó bằng những thuốc thử thích hợp rồi khử chọn lọc và định lượng vàng (III) thành vàng kim loại Au. Lọc rửa kết tủa Au rồi sấy và nung đến khối lượng không đổi, làm nguội rồi cân. b- Phương pháp kết tủa Nguyên tắc: Trong phương pháp này ta dùng phản ứng kết tủa để tách chất nghiên cứu ra khỏi dung dịch phân tích, thu lấy kết tủa, lọc, rửa, đem nung rồi cân. Ví dụ: phân tích lượng Fe trong một dung dịch ta có thể dùng phản ứng tạo kết tủa Fe(OH)3, lọc kết tủa nung và cân ở dạng Fe2O3, từ khối lượng của Fe2O3 có thể tính được lượng Fe trong dung dịch. c- Phương pháp điện phân

Làm kết tủa mẫu xác định dưới dạng hợp chất khó tan. Lọc và rửa kết tủa. 9

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

IỄ N

ÀN

Lọc kết tủa: Trong phân tích khối lượng, để lọc kết tủa người ta thường dùng giấy lọc không tàn. Giấy lọc không tàn là loại giấy sau khi cháy hết, lượng tro còn lại không đáng kể (≤ 0,0002g). Tùy từng loại kết tủa mà chọn loại giấy lọc cho thích hợp. -

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ÁN

-L

Í-

10 00

c- Các yêu cầu đối với dạng cân - Việc tính toán kết quả phân tích là dựa vào khối lượng của dạng cân và công thức hóa học của nó nên yêu cầu quan trọng nhất đối với dạng cân là phải có thành phần cố định, đúng với công thức hóa học. - Dạng cân phải bền về mặt hóa học, nghĩa là trong không khí nó không hút ẩm, không tác dụng với oxi và khí carbonic, không bị phân hủy do tác dụng trong quá trình làm nguội và cân... - Hàm lượng của nguyên tố xác định trong dạng cân càng nhỏ càng tốt, nghĩa là hệ số chuyển G/P càng bé càng tốt vì như vậy thì sai số mắc phải khi phân tích (do cân, do kết tủa bị tan khi rửa...) sẽ ít, tức là kết quả phân tích càng chính xác. d- Một vài điểm cần lưu ý của phương pháp kết tủa

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

TR ẦN

H Ư

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

- Sấy, nung (nếu cần thiết) để chuyển kết tủa thành dạng cân. - Cân sản phẩm sấy khô. - Tính kết quả phân tích. Trong các giai đoạn trên thì giai đoạn kết tủa đóng vai trò quan trọng nhất. Việc chon thuốc thử có ý nghĩa to lớn đối với độ chính xác của phép phân tích cũng như quyết định đến thao tác xử lý kết tủa về sau. Việc chọn thuốc thử phải căn cứ vào yêu cầu của dạng kết tủa và dạng cân. b- Các yêu cầu đối với dạng kết tủa - Kết tủa phải thực tế không tan, lượng nguyên tố cần phân tích còn lại trong dung dịch sau khi kết tủa phải nhỏ hơn 0,1mg tức là không được vượt quá độ nhạy của cân phân tích. Thực tế cho thấy rằng đối với các kết tủa loại AB (như BaSO4, AgCl...) thì tích số tan phải nhỏ hơn 10−8 mới sử dụng được, còn nếu tích số tan lớn hơn 10−8 thì không được sử dụng. Do vậy khi tiến hành kết tủa ta phải nghiên cứu tìm những điều kiện tối ưu để chất phân tích kết tủa hoàn toàn. - Kết tủa tạo thành phải tinh khiết, nếu có chất lạ lẫn vào thì nó phải được loại trừ trong quá trình lọc, rửa, sấy, nung... - Kết tủa hình thành phải trong điều kiện nào đó để dễ lọc, rửa. - Dạng kết tủa phải chuyển thành dạng cân dễ dàng và hoàn toàn khi sấy hoặc nung.

Giấy lọc băng xanh: rất mịn, chảy chậm, dùng để lọc các kết tủa tinh thể nhỏ. Giấy lọc băng trắng, băng vàng: độ mịn vừa phải, tốc độ chảy trung bình. Giấy lọc băng đỏ: lỗ to, chảy nhanh, dùng để lọc các kết tủa vô định hình.

Tùy theo lượng kết tủa mà chọn loại phễu và giấy lọc có kích thước phù hợp. Giấy lọc khi gấp cho vào miệng phễu cách miệng phễu 5 ÷ 15mm. 10

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Trước khi lọc phải tẩm ướt giấy lọc và giữ nước đầy ở cuống phễu (tránh có bọt), cuống phễu đặt sát thành cốc hứng dung dịch, làm như vậy dung dịch sẽ chảy thành dòng nhanh hơn. Khi lọc đổ từ từ dung dịch vào phễu lọc theo đũa thủy tinh. Lượng dung dịch đổ vào phễu không được quá đầy, phải cách miệng giấy lọc khoảng 5mm. Trước tiên gạn phần dung dịch trong trước, cuối cùng mới chuyển kết tủa lên giấy lọc.

Rửa kết tủa: Mục đích của việc rửa kết tủa là để làm sạch kết tủa, nhưng kết tủa không bị

-L

Nung kết tủa: Kết tủa sau khi sấy khô được lấy ra cùng giấy lọc khỏi phễu và chuyển

ÀN

ÁN

vào chén nung (chén sứ hay chén Pt tùy theo yêu cầu) đã biết khối lượng chính xác (giả sử là m1) rồi đưa vào lò nung. Mới đầu chén nung được để ở ngoài miệng lò rồi mới dần dần chuyển vào trong lò để tránh hiện tượng nhiệt độ tăng đột ngột, giấy lọc cháy mạnh làm bay mất kết tủa hoặc chén nung bằng sứ dễ vỡ.

IỄ N

Nung kết tủa cho đến khối lượng không đổi m2. Khối lượng của dạng cân sẽ là m2− m1.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Í-

Sấy kết tủa: Sau khi lọc và rửa sạch kết tủa, ta lấy một tờ giấy lọc thường ghi tên và dựng lên phễu rồi đưa vào tủ sấy để khô ở nhiệt độ 95 ÷ 105oC trong khoảng 20 ÷ 30 phút. Đối với loại kết tủa chỉ cần sấy đã chuyển sang dạng nung thì cần phải sấy đi sấy lại nhiều lần cho đến khi khối lượng của kết tủa không đổi.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

H Ư

TR ẦN

10 00

Đối với mọi loại kết tủa thì khi rửa cần nhớ rằng với cùng một lượng nước rửa nên chia ra rửa nhiều lần và cần để nước rửa của lần trước chảy hết rồi mới rửa tiếp lần sau, rửa như vậy kết tủa mới sạch.

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

- Nước rửa là dung dịch có chứa thuốc thử. Nếu thuốc thử là chất dễ bị phân hủy hoặc bay hơi khi sấy và nung kết tủa thì có thể thêm thuốc thử vào nước rửa, rửa bằng cách này sẽ làm giảm sự hòa tan kết tủa. - Nước rửa là dung dịch chất điện giải, rửa bằng dung dịch này để tránh hiện tượng pepti hóa của các kết tủa keo. - Nước rửa là dung dịch có chứa chất để ngăn cản sự thủy phân của kết tủa làm kết tủa tan. - Nếu kết tủa ít tan, không bị thủy phân và không bị pepti hóa khi lọc thì chỉ cần rửa bằng nước cất.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

tan mất trong quá trình rửa. Để thõa mãn yêu cầu trên ta có thể rửa kết tủa bằng một trong các dung dịch sau đây tùy theo loại kết tủa.

Cân: Trước khi cân, cần cho kết tủa dạng cân vào bình hút ẩm khoảng 20 phút để đưa về nhiệt độ phòng. Đây là giai đoạn cuối cùng nhưng rất quan trong để xác định khối lượng của kết tủa ở dạng cân. Phải cân trên cân phân tích có độ chính xác ±0,0001g. 2.2. Phương pháp phân tích thể tích 2.2.1. Nguyên tắc của phương pháp a- Định nghĩa: 11

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Phương pháp phân tích thể tích là phương pháp phân tích dựa trên việc đo chính xác thể tích dung dịch thuốc thử (là dung dịch chuẩn) đã phản ứng vừa đủ với dung dịch phân tích. Từ thể tích và nồng độ của dung dịch chuẩn chúng ta tính ra hàm lượng chất cần phân tích.

Để đo thể tích chính xác của dung dịch chuẩn độ ta dùng dụng cụ là buret (còn gọi là ống chuẩn độ) còn bình đựng dung dịch phân tích gọi là bình nón. Buret được chia độ đến 0,1mL, thường dùng là 25, 50, 100mL. Còn bình nón thường dùng có dung tích 50,100, 250 mL.

ÁN

-L

Í-

10 00

Do quá trình chuẩn độ diễn ra nhanh lại đòi hỏi nhận biết đổi màu tức khắc để kết thúc chuẩn độ đúng lúc nên phản ứng trong phân tích đòi hỏi các yêu cầu sau: - Phản ứng phải hoàn toàn: Có nghĩa là phần chất còn lại sau khi kết định phân nhỏ hơn sai số cho phép. Ví dụ: Sai số ± 0,1% là cho phép được. Điều đó có nghĩa là tốc độ phản ứng phải đủ lớn, qua tính toán và qua thực tế tốc độ phản ứng phải lớn hơn 10−6. Nếu phản ứng diễn ra không hoàn toàn thì phải có biện pháp thúc đẩy phản ứng bằng cách tạo phức hoặc kết tủa với sản phẩm, ví dụ:

IỄ N

ÀN

⃗⃗⃗ để phản ứng hoàn toàn phải cho thêm KCNS vào để vừa tạo phức bền Cu2(CNS)2 vừa tránh kết tủa đục, vừa dễ nhận biết sự chuyển màu.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

b. Các yêu cầu của phản ứng dùng trong phân tích thể tích

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

TR ẦN

H Ư

Ta cho phenolphtalein vào bình nón chứa HCl, dung dịch không màu. Nhưng khi lượng HCl hết thì 1 giọt NaOH dư xuống sẽ làm dung dịch chuyển sang màu hồng do phenolphtalein tác dụng với OH−.

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

Điểm mà A phản ứng vừa đủ với B gọi là điểm tương đương. Để xác định điểm tương đương người ta cho chất chỉ thị vào bình nón. Tại điểm tương đương chất chỉ thị bị mất màu hoặc xuất hiện màu hoặc đổi màu do bản thân nó phản ứng với lượng dư của thuốc thử (chỉ cần 1,2 giọt) là xuất hiện hay đổi màu. Ví dụ: Khi chuẩn độ HCl bằng NaOH. Phương trình phản ứng: HCl + NaOH → NaCl + H2O

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Quá trình thêm từ từ dung dịch thuốc thử B từ trên Buret xuống chất định phân A gọi là sự chuẩn độ.

- Phản ứng phải chọn lọc: Nghĩa là chỉ cho một loại sản phẩm duy nhất không kèm theo phản ứng phụ tạo ra các sản phẩm phụ vừa khó xác định điểm tương đương vừa gây sai số lớn vì thuốc thử (dung dịch chuẩn) hoặc chất định phân tiêu tốn một lượng nào đó với chất lạ mà ta không tính được để loại trừ. Để khắc phục tình trạng này ta phải dùng chất chết bằng cách thêm chất tạo phức vào, nó sẽ ngăn cản ion là không phản ứng với thuốc thử hoặc chất định phân cũng có trường hợp chỉ cần điều chỉnh pH của môi trường sẽ ngăn cản được phản 12

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

ứng phụ. ví dụ khi chuẩn độ Cl- bằng AgNO3, ta phải thực hiện trong môi trường trung tính hoặc kiềm yếu vì nếu môi trường kiềm mạnh thì: 2Ag+ + 2OH− ⃗⃗⃗ Ag2O + H2O (chất chỉ thị) theo phản ứng:

H + CrO

⃗⃗⃗ HCrO−4 bền

hoặc axit mạnh sẽ phản ứng với CrO

IỄ N

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

hành phản ứng phân tích gọi là quá trình định phân hay sự chuẩn độ. - Thời điểm mà chất B thêm vào vừa đủ để tác dung hết với chất A theo phương trình phản ứng gọi là điểm tương đương. - Để nhận biết rõ được điểm tương đương người ta dùng chất chỉ thị. Chất chỉ thị có đặc tính thay đổi màu tại điểm tương đương trong quá trình định phân. Thời điểm mà màu của chỉ thì thay đổi rõ rệt để dựa vào đó ta kết thúc sự định phân được gọi là điểm kết thúc sự định phân hay là điểm cuối chuẩn độ. - Trong trường hợp lý tưởng thì điểm kết thúc định phân trùng với điểm tương đương. Nhưng thực thế điểm kết thúc định phân thường sai lệch với điểm tương đương, điều này gây ra sai số cho phép định phân. - Dung dịch B đã biết nồng độ và được dùng để xác định nồng độ của các dung dịch khác được gọi là dung dịch chuẩn. Dung dịch chuẩn biết nồng độ chính xác được gọi là dung dịch gốc và chất tương ứng gọi là chất gốc. Yêu cầu của chất gốc: + Tinh khiết về mặt hoá học, tạp chất không quá 0,05-0.1%, có thể kết tinh lại được và sấy khô ở một nhiệt độ nhất định. + Thành phần hoá học phải đúng với công thức hoá học. + Chất gốc và dung dịch gốc phải bền trong thời gian bảo quản và nồng độ không thay đổi theo thời gian.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

- Quá trình thêm từ từ dung dịch chuẩn B từ buret vào dung dịch chất xác định A để tiến

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

H Ư

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

làm mất tác dụng chất chỉ thị. - Tốc độ phản ứng phải đủ lớn: Trong phân tích thể tích điểm tương đương được xác định bằng sự đổi màu của chỉ thị, nếu chậm sẽ dư rất nhiều dung dịch chuẩn nếu phản ứng chậm thì phải thêm vào hệ phản ứng chất xúc tác nào đó. - Phải xác định được điểm tương đương bằng chỉ thị: Trong phương pháp trung hoà ta dùng chỉ thị pH, trong phương pháp oxi hoá khử và trong phương pháp kết tủa và tạo phức dùng chỉ thị là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có khả năng tạo với thuốc thử dư một sản phẩm có màu đặc trưng. - Đương lượng gam của thuốc thử càng lớn càng tốt: để khi pha dung dịch tiêu chuẩn sai số cân là nhỏ nhất. 2.2.2. Một số định nghĩa và khái niệm

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

Ơ H

Na2H2Y + Me2+ → Na2[MeY]+2H+ HInd2-xanh+ Me2+ → MeInd−đỏ nho + H+

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

2.2.4. Phân loại các phương pháp chuẩn độ a- Phân loại theo bản chất và cơ chế phản ứng Theo cách này có bốn cách chuẩn độ: - Chuẩn độ trung hoà (còn gọi là phương pháp trung hoà): Đó là phép xác định nồng độ một axit hay kiềm bằng dung dịch chuẩn kiềm hay axit, chỉ thị của phép chuẩn độ này là chỉ thị pH, khoảng pH đổi màu của chỉ thị nằm trong bước nhảy pH của phép chuẩn độ, ví dụ Phenolphtalein, metyldacam. - Chuẩn độ oxi hoá khử (còn gọi là phương pháp oxi hoá khử): Phương pháp này dựa trên việc xác định nồng độ các chất oxi hoá (hoặc chất khử) bằng các chất khử (hoặc oxi hoá) chỉ thị của phép chuẩn độ là chất chỉ thị oxi hoá khử có khoảng thế đổi màu nằm trong bước nhảy thế. Ví dụ chuẩn Fe2+ bằng dung dịch chuẩn Cr2O72-

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

10 00

d- Phản ứng tạo phức

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

AgNO3 + NaCl → AgCl ↓trắng + NaNO3 K2CrO4 + 2AgNO3 → Ag2CrO4 ↓đỏ gạch +2KNO3

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

TR ẦN

H Ư

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

2.2.3. Các loại phản ứng sử dụng trong phân tích thể tích a- Phản ứng trung hòa – Axit mạnh và bazơ mạnh: HCl + NaOH → NaCl + H2O – Axít yếu và bazơ mạnh: CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O – Axít mạnh và bazơ yếu: HCl + NH3 → NH4Cl – Bazơ mạnh và axit đa chức: 3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3H2O b- Phản ứng oxi hóa khử 2KMNO4 + 5H2C2O4 + 2H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2 + 8H2O 2K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 → 4K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3I2 + 7H2O 2CuCl2 + 4KI → 2CuI + 4KCl + I2 I2 + 2Na2S2O3 → Na2S4O6 + 2 NaI K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 → K2SO4 + 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + 7H2O c- Phản ứng kết tủa

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

-L

Í-

10 00

C + E = H + G Thực tế là việc xác định A không thông qua B mà phải có C (sản phẩm của A và B) tác dụng với E rồi từ E suy ngược lại gián tiếp tính ra A. - Chuẩn độ ngược: Đó là việc xác định A phải qua hai dung dịch chuẩn (B và C). Bdư + A = E + D Bcòn + C = G + H Tính A theo công thức sau: VA.NA = VB.NB− VC.NC

ÁN

2.2.5. Các cách biểu diễn nồng độ trong phân tích

IỄ N

ÀN

Nồng độ dung dịch là lượng chất tan trong một đơn vị thể tích hay một đơn vị khối lượng. a- Nồng độ phần trăm ( C% ) - Nồng độ phần trăm theo khối lượng (kl/kl) biểu thị số gam chất tan trong 100 g dung dịch. Ví dụ dung dịch NaOH 40% tức là trong 100 g dung dịch NaOH có 40g NaOH nguyên chất.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

H Ư

b- Phân loại theo trình tự và thao tác thí nghiệm - Chuẩn độ trực tiếp: Cho dung dịch chuẩn tác dụng trực tiếp với dung dịch định phân. - Chuẩn độ gián tiếp: Đó là việc xác định nồng độ chất định phân thông qua sản phẩm tạo thành giữa A (dung dịch định phân) và B (dung dịch chuẩn).

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Sau khi lượng Fe2+ (dưới bình nón) hết thì Cr2O72− dư sẽ phản ứng với diphenyl, làm cho nó biến đổi từ không màu sang màu tím xanh. Khi đó ta kết thúc định phân. - Chuẩn độ kết tủa (phương pháp kết tủa): Sản phẩm tạo thành là kết tủa, song vẫn nhận biết được sự đổi màu chỉ thị nào đó. Ví dụ xác định Cl− bằng AgNO3, khi dư AgNO3 nó sẽ phản ứng với K2CrO4 (là chất chỉ thị ở dưới bình nón): AgNO3 + NaCl →AgCl ↓ trắng + NaNO3. 2AgNO3dư + K2CrO4 → Ag2CrO4 ↓ đỏ gạch + 2KNO3 Màu của dung dịch chuyển từ đục trắng (màu của AgCl) sang hồng nhạt báo hiệu sự kết thúc chuẩn độ. - Chuẩn độ tạo phức (phương pháp tạo phức): Sản phẩm tạo thành phải là những phức chất đủ bền và tan trong nước. Dung dịch chuẩn cũng là những chất tạo phức, chúng tạo với ion kim loại thành phức bền hơn phức của chỉ thị với ion kim loại. Sau tương đương cũng có sự đổi màu rõ rệt của chỉ thị.

trong đó mct là số gam chất tan và mdd là số gam dung dịch. - Nồng độ phần trăm khối lượng theo thể tích (kl/tt) biểu thị số gam chất tan trong 100 mL dung dịch. 15

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Nồng độ phần trăm theo thể tích (tt/tt) biểu thị số mL chất tan trong 100 mL dung

dịch.

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

IỄ N

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

trong đó mA là số gam chất tan, D là đương lượng gam và V là thể tích dung dịch. Đương lượng của các chất (nguyên tố hay hợp chất) tương tự như nguyên tử khối (của nguyên tố) hay phân tử khối (của hợp chất) là phần khối lượng nguyên tử hay phân tử tương ứng với một đơn vị hoá trị. Đó là phần khối lượng nhỏ nhất của mỗi chất tác dụng với nhau trong phản ứng hoá học, được tính bằng đơn vị cacbon (đ.v.C). Đương lượng gam là một lượng chất tính bằng gam có trị số bằng đương lượng của chất đó. Ví dụ đương lượng của phân tử NaCl là 58.5 đ.v.C thì đương lượng gam tương ứng là 58.5 gam. Tức là để dễ hiểu, ta có thể xem như đương lượng là đương lượng gam, chỉ cần đặt đơn vị cho phù hợp. Số đương lượng của 1 nguyên tố hay hợp chất = nguyên tử khối (của nguyên tố) hay phân tử khối (của hợp chất) chia cho đương lượng. Cũng như, đương lượng của 1 nguyên tố = nguyên tử khối / số đương lượng của nguyên tử. Đương lượng của 1 hợp chất = phân tử khối /số đương lượng của phân tử. Chẳng hạn xét các đơn chất, đương lượng gam của Oxi là 8 vì nguyên tử khối là 16, và nó có hoá trị 2 trong các hợp chất. Đương lượng gam của hidro là 1, vì nguyên tử khối của hidro là 1 và nó có hoá trị 1 trong hợp chất. Đối với các hợp chất phức tạp như axit, bazơ, muối, thì đương lượng được tính như sau:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

H Ư

ẠO

trong đó n là số mol chất tan, V là thể tích dung dịch ( lít ). c- Nồng độ đương lượng gam/lít (nồng độ đương lượng, kí kiệu là CN,đơn vị là N) Nồng độ đương lượng gam/lít, còn gọi là nồng độ đương lượng chỉ ra có bao nhiêu đương lượng gam chất tan trong một lít dung dịch. Ví dụ dung dịch KMnO4 0,1N nghĩa là trong 1 lít dung dịch có 0,1 đương lượng KMnO4.

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

b- Nồng độ mol/l (nồng độ mol, kí hiệu là CM, đơn vị là mol/L, kí hiệu là M) Nồng độ mol biểu thị số mol chất tan có trong 1 lít dung dịch. Ví dụ dung dịch H2SO4 0,5M nghĩa là trong 1 lít dung dịch H2SO4 có 0,5 mol axít.

Đương lượng gam axit = phân tử khối axit/số nguyên tử H trong axit Đương lượng gam bazơ = phân tử khối bazơ/số nhóm OH trong bazơ 16

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Đương lượng gam muối = phân tử khối của muối/số đơn vị hoá trị dương (hay âm). Ở đây ta xem số nguyên tử H, số nhóm OH, số đơn vị hoá trị là “hoá trị” tương ứng của axit, bazơ, muối. d- Độ chuẩn T: Độ chuẩn T là số gam (hay mg) chất tan trong 1 mL dung dịch. e- Mối liên hệ giữa các loại nồng độ: Nếu gọi nồng độ % của dung dịch là C%, khối lượng riêng của dung dịch là d, MA là phân tử gam chất tan, DA là đương lượng gam chất tan, ta có:

10 00

Vdd= 2L và CN= 0.1, áp dụng công thức:

-L

Í-

Vậy, ta cân chính xác 12,6g axit tinh khiết cho vào bình định mức 2L sau đó hòa tan bằng nước tinh khiết, nhớ tráng cốc hòa tan axít ba lần, mỗi lần 10mL H2O, đổ hết vào bình 2L. Cuối cùng thêm nước đến vạch mức, khuấy để đảm bảo muối tan hoàn toàn. b- Pha chế dung dịch từ dung dịch gốc (quy tắc đường chéo) Với nồng độ phần trăm: giả sử trộn dung dịch 1 có nồng độ % là C1, thể tích V1, khối lượng riêng d1 với dung dịch 2 có nồng độ % là C2, thể tích V2, khối lượng riêng d2 để được dung dịch có nồng độ C. Người ta chứng minh được:

IỄ N

ÀN

ÁN

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TR ẦN

H Ư

2.2.6. Các bài toán về nồng độ dung dịch a- Pha chế dung dịch từ lượng muối rắn tinh thể Ví dụ 1: Hãy pha 2 lít dung dịch axít oxalic 0,1N từ axít tinh khiết H2C2O4.2H2O. Lời giải: Đương lượng gam của H2C2O4.2H2O:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

n được tính tuỳ theo bản chất của phản ứng hoá học

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

Quan hệ giữa nồng độ mol và nồng độ đương lượng

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Ví dụ 2: Trộn 500mL dung dịch HNO3 30% với 500mL dung dịch HNO3 10% thu được dung dịch HNO3 bao nhiêu % (cho d1 = 1,2 g/mL, d2 = l,05 g/mL). Lời giải: Gọi C là nồng độ dung dịch HNO3 thu được. Áp dụng công thức trên ta có:

Vậy dung dịch HNO3 thu được có nồng độ 20,7 % 17

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Ví dụ 3: Cần bao nhiêu ml dung dịch HNO3 25% (d1 = 1,19) trộn với dung dịch HNO3 5 % (d2 = 1,04) để được 1 lít dung dịch HNO3 10 %. Lời giải: Gọi V1 là thể tích dung dịch HNO3 25% cần lấy

2 × 0,5 + 1 × 0,1 = (2 + 1) × M ⇒ M = 0,367 (mol/L)

TR ẦN

Ví dụ5: Cần bao nhiêu mL dung dịch NaOH 0,5M trộn với 1 lít dung dịch NaOH 0,1M để được 2 L dung dịch NaOH 0 ,2M Lời giải: Gọi V1 là thể tích dung dịch NaOH 0,5 M cần lấy. Áp dụng công thức trên ta có

10 00

V1 × 0,5 + 1 × 0,1 = 2 × 0,2 ⇒ V1 = 0,6 L = 600 (mL)

ÀN

ÁN

-L

Í-

Câu hỏi và bài tập chương 2 1- Trình bày sự khác nhau về cơ sở giữa hai phương pháp phân tích thể tích và phân tích khối lượng. 2- Trình bày các giai đoạn cơ bản của quá trình phân tích khối lượng bằng phương pháp kết tủa và cho biết giai đoạn nào quan trọng nhất và giải thích? 3- Nêu yêu cầu của phản ứng dùng trong phân tích thể tích. 4- Lượng sắt có trong 1g mẫu được chuyển thành Fe(OH)3, rồi nung thành Fe2O3 cân được 0,65g. Tính hàm lượng % của sắt trong mẫu. 5- Để xác định hàm lượng CaCO3 trong đá vôi người ta cân 2,5g mẫu, hoà tan thành dung dịch và kết tủa ion Ca2+ dưới dạng CaC2O4. Sau khi lọc rửa và nung kết tủa cân được 0,112g CaO. Tính hàm lượng CaCO3 trong mẫu. 6- Thêm BaCl2 dư vào 100mL dung dịch H2SO4. Lượng BaSO4 sau khi nung là 0,233g. Tính nồng độ mol/L của dung dịch H2SO4. 7- Trộn 40mL dung dịch HCl 0,01M với 60mL dung dịch AgNO3 0,05M. Tính nồng độ cân bằng của các ion trong dung dịch và khối lượng AgCl kết tủa. 8- Tính số mL dung dịch HCl 36,5% (d= 1,18) để pha 1L dung dịch HCl 0,1N

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

H Ư

V1N1 + V2N2 = VN Ví dụ 4: Pha 2 lít dung dịch H2SO4 0,5M với 1 lít dung dịch H2SO4 0,1M được dung dịch bao nhiêu M? Lời giải: Gọi M là nồng độ dung dịch thu được. Áp dụng công thức trên ta có

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

ẠO

hoặc

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

V1M1 + V2M2 = VM

IỄ N D

V2 (ml). Khi đó ta có:

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

– Với nồng độ CM, CN: giả sử trộn V1 mL dung dịch thứ nhất có nồng độ mol là M1 (hoặc nồng độ đương lượng N1) với V2 mL dung dịch thứ thứ hai có nồng độ mol là M2 (hoặc nồng độ đương lượng N2) để có được dung dịch có nồng độ là M (hoặc N) có thể tích là V = V1 +

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

9- Tính số mL dung dịch H2SO4 96% (d=1,84) phải thêm vào 1L dung dịch H2SO4 40% (d=1,3) để thu được dung dịch H2SO4 50%. 10- Tính số g Na2B4O7.10H2O để pha 1L dung dịch Na2B4O7 0,1N 11- Tính số mL dung dịch KOH 10% (d=1,09) phải cho vào 1L nước để thu được dung dịch có nồng độ 0,2N. 12- Tính số mL phải thêm vào 800 mL dung dịch HNO3 65% (d= 1,39) để thu được dung dịch: a) 10%; b) 12M (d= 1,35), biết tỉ khối của nước là 0,998. 13- Hoà tan CaCO3 trong HCl dư. Tính số mol, số đương lượng gam và số gam HCl cần để hoà tan: a) 1 mol CaCO3; b) 0,1 đương lượng gam CaCO3 và c) 0,1g CaCO3. 14- Khi làm kết tủa ion SO42- từ 100mL dung dịch H2SO4 thu được 0.466g BaSO4. Tính nồng độ đương lượng của axit này. 15- Để xác định nồng độ NaOH người ta hoà tan 1,26g H2C2O4.2H2O vào 500 mL nước. Chuẩn độ 25mL dung dịch axit oxalic trên hết 12,58mL NaOH. Tính nồng độ đương lượng của dung dịch NaOH.

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Chương 3: Cân bằng Axit - Bazơ Phương pháp chuẩn độ axit - bazơ

–

Axit là chất cho proton

–

bazơ là chất nhận proton

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

3.1.2 Axit - bazơ theo định nghĩa của Bronsted - Lowry Theo định nghĩa Bronsted - Lowry: AH → A− + H+

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

Zn(OH)2 ⃗⃗⃗ ZnO2- + 2H+ * Khuyết điểm của thuyết Arrhenius: – Chỉ áp dụng cho dung môi là nước. Trong thực tế, người ta sử dụng các dung môi khác nhau: NH3 lỏng, SO2 lỏng, axeton, benzen... – Trong các dung môi khác, một số chất thể hiện những đặc trưng của axit, bazơ nhưng không khi phân ly không cho H+, OH−. Chẳng hạn KNO2/NH3 làm hồng phenolphtalein tuy phân tử không có OH− + − – Tính axit - bazơ không phải là một thuộc tính bất biến được quyết định bởi H và OH chứa trong phân tử của nó mà thay đổi phụ thuộc vào sự tương tác của nó với dung môi. Ví dụ CH3CONH2/NH3 lỏng là axit. Vì vậy thuyết Arrhenius cần được thay thế bằng một thuyết tổng quát hơn.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

H Ư

TR ẦN

Zn(OH)2 ⃗⃗⃗ Zn2+ + 2OH−

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

3.1. Ý nghĩa thực tế các quan niệm về axit-bazơ 3.1.1. Thuyết axit - bazơ theo Arrehenius Theo thuyết này: + – Axit là chất khi tan trong nước phân li cho H HCl → H+ + Cl− − – bazơ là chất khi tan trong nước phân li cho OH NaOH → Na+ + OH− – Chất lưỡng tính là chất phân li vừa theo kiểu axit, vừa bazơ, nghĩa là vừa có khả năng cho H+vừa có khả năng cho OH−.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Mục tiêu: – Biết được các khái niệm axit, bazơ theo Arrhenius và Bronsted. Cân bằng axit - bazơ trong môi trường nước, hằng số Ka và Kb. Các khái niệm dung dịch đệm và ứng dụng của nó. Chất chỉ thị axit bazơ. – Biết cách xác định điểm tương đương. Nguyên tắc xây dựng đường định phân. Các trường hợp chuẩn độ.

B + H+ → BH+

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Chú ý: Proton không tồn tại ở dạng H+ tự do trong dung dịch mà luôn liên hợp với bazơ. bazơ này có thể là H2O nghĩa là proton tồn tại ở dạng H3O+ hoặc một bazơ khác. AH + H2O → A− + H3O+ Chất lưỡng tính: là chất vừa có khả năng cho, vừa có khả năng nhận proton – Cặp axit - bazơ liên hợp: mỗi Axit sau khi cho proton trở thành một bazơ liên hợp với axit đó và ngược lại.

–

10 00

Ví dụ: CH3COOH + NH3 ⃗⃗⃗ NH4 ++ CH3COO− HCl + NaOH → NaCl + H2O Như vậy trong phản ứng axit-bazơ luôn tồn tại hai cặp axit-bazơ liên hợp. Ví dụ CH3COOH/ CH3COO− và NH4 +/ NH3. Với một cặp axit bazơ liên hợp nếu axit càng mạnh thì bazơ càng yếu và ngược lại.

-L

Í-

3.2. Cân bằng axit- bazơ trong môi trường nước 3.2.1. Tích số ion của nước, chỉ số hydrogen

ÁN

Nước là chất điện ly yếu, trong nước tồn tại cân bằng [

]

IỄ N

ÀN

Hằng số cân bằng

⃗⃗⃗

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Axit1 + Bazơ2 → Axit2 + Bazơ1

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

H Ư

TR ẦN

bazơ, được biễu diễn như sau:

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

Tương tự: B là bazơ nhận proton H+ trở thành BH+, BH+−được gọi là axit liên hợp của B, BH+/B là cặp axit - bazơ liên hợp. Ví dụ: CH3COOH/CH3COO−, NH4+/NH3 Trong một cặp axit - bazơ liên hợp, dạng axit càng mạnh thì dạng bazơ liên hợp của nó càng yếu và ngược lại. Chẳng hạn HCl/Cl−là một cặp axit - bazơ liên hợp, trong đó HCl là axit mạnh còn Cl−là một bazơ rất yếu. Định nghĩa phản ứng axit-bazơ (phản ứng trung hòa) Theo Bronsted, phản ứng axit - bazơ là phản ứng trao đổi proton giữa một cặp axit -

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

HA + B ⃗⃗⃗ BH+ + A− trong đó: HA là axit cho B proton H+ trở thành A−, A− được gọi là bazơ liên hợp của HA, HA/A−là cặp axit - bazơ liên hợp.

Do nước là chất điện ly yếu nên có thể bỏ qua [H2O] hay Kn= [H+].[OH-] Kn là tích số ion của nước, ở 25oC, Kn= 10-14= [H+].[OH-] -Trong nước nguyên chất [H+]=[OH-]=10-7 mol/L - Dung dịch axit: [H+]> 10-7>[OH-] -Dung dịch bazơ: [H+]< 10-7<[OH-] 21

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Do việc biểu thị tính axit và bazơ của dung dịch bằng nồng độ H+ và OH- phức tạp vì có số mũ âm, nên trong thực tế người ta thường dùng đại lượng pH= -lg[H+] và pOH = -lg[OH-] (pH còn gọi là chỉ số hydrogen và pOH là chỉ số hydroxil

pH + pOH = 14

 Dung dịch trung tính: pH =7

U Y

TR ẦN

H Ư

Me(OH)n ⃗⃗⃗ Men+ + nOH-

Trong dung dịch nước bao giờ cũng tồn tại một cặp axit - bazơ liên hợp: CH3COOH +H2O ⃗⃗⃗ CH3COO− + H3O+

Í-

10 00

NH4+ + H2O ⃗⃗⃗ NH3 + H3O+ Cặp CH3COOH/CH3COO- và cặp NH4+/NH3 được gọi là các cặp axit - bazơ liên hợp. Với một cặp axit bazơ liên hợp nếu axit càng mạnh thì bazơ càng yếu và ngược lại. Hằng số axit và bazơ của một cặp axit - bazơ liên hợp bằng tích số ion của nước. Mối quan hệ giữa Kavà Kb cũng được biểu diễn theo hệ thức sau: Ka.Kb = 10−14 hay pKa + pKb = 14

ÁN

-L

3.2.3. Tính pH của một axit, bazơ hoặc muối trong nước a- Dung dịch axit mạnh có nồng độ Ca HCl → H+ + Cl−

b- Dung dịch bazơ mạnh có nồng độ Cb NaOH → Na+ + OH− Vì NaOH là axit mạnh, phân ly hoàn toàn nên [OH−] = Cb nên

IỄ N

ÀN

Vì HCl là axit mạnh, phân ly hoàn toàn nên [H+] = Ca → pH = −lg[H+]=-lgCa

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

HnA ⃗⃗⃗ nH+ + An−

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

3.2.2. Quan hệ giữa Ka của một axit với Kb của một bazơ liên hợp với nó Độ mạnh axit được đặc trưng bằng hằng số phân ly Ka. Độ mạnh bazơ được đặc trưng bằng hằng số phân ly Kb.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

 Dung dịch bazơ: pH >7

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

 Dung dịch axit: pH <7

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

c- Dung dịch đơn axit yếu có hằng số axit Ka và nồng độ Ca Axit yếu phân ly không hoàn toàn trong dung dịch (gọi độ phân ly của axit là α)

0 αCa αCa

ÁN

-L

Í-

10 00

3.3. Dung dịch đệm 3.3.1. Định nghĩa và phân loại - Dung dịch đệm là dung dịch hỗn hợp của axit yếu và bazơ liên hợp của nó (hoặc bazơ yếu và axit liên hợp). Dung dịch đệm có pH không thay đổi hoặc thay đổi rất ít khi thêm một lượng nhỏ axit mạnh hoặc bazơ mạnh hoặc khi pha loãng dung dịch. Ví dụ: hệ đệm axetat 1M: CH3COOH/ CH3COONa có pH=4,8 - Khi thêm 10 ml HCl 0,1M vào thì pH= 4,7 - Khi thêm 10 ml NaOH 0,1M vào thì pH=4,9 - Các loại dung dịch đệm - Đệm axetat: CH3COOH/ CH3COONa - Đệm cacbonat: NaHCO3/ Na2CO3 - Đệm amoni: NH4Cl/NH4OH - Đệm photphat: Na2HPO4/Na3PO4

IỄ N

ÀN

3.3.2. Cơ chế tác dụng đệm Xét hệ đệm CH3COOH/ CH3COONa

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TR ẦN

H Ư

√

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

√

Tương tự axit yếu ta có

⃗⃗⃗

ẠO

d- Dung dịch đơn bazơ yếu có hằng số bazơ Kb và nồng độ Cb Bazơ yếu phân ly không hoàn toàn trong dung dịch

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

√

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

α<<1 nên 1-α ≈ 1 và [H+] = [A-], ta có

U Y

Nồng độ ban đầu Nồng độ axit phân ly Nồng độ cân bằng

⃗⃗⃗ Ca 0 αCa αCa Ca- αCa αCa

⃗⃗⃗

 Khi thêm một lượng nhỏ axit mạnh vào hệ đệm thì nồng độ H+ tăng, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều nghịch, tạo ra axit điện ly yếu CH3COOH nên pH của hệ hầu như không đổi. Hệ đệm càng bền khi nồng độ CH3COONa càng lớn. 23

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

 Khi thêm một lượng nhỏ bazơ mạnh vào hệ đệm thì nồng độ H+ giảm do H+ tham gia phản ứng với OH-, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều thuận tạo H+ để bù vào lượng H+ đã phản ứng, nên pH của hệ xem như không đổi. Hệ đệm càng bền khi nồng độ H+ càng lớn.

 Khi pha loãng nồng độ axit và muối giảm tương ứng nên pH của hệ hầu như không thay đổi.

U Y

10 00

dịch CH3COONa 0,4M, biết pKa= 4,76

TR ẦN

H Ư

Phương trình trên được gọi là phương trình Henderson-Hassenbalch. Như vậy pH của dung dịch đệm phụ thuộc vào bản chất của hỗn hợp (pKa) và nồng độ của các axit và bazơ liên hợp. Ví dụ: Tính pH của dung dịch đệm gồm 100 ml dung dịch CH3COOH 0,1M và 50 ml dung

ÁN

-L

Í-

3.3.4. Đệm dung Khả năng đệm được xác định bằng một đại lượng gọi là dung lượng đệm hay đệm dung. Đệm dung là số mol axit mạnh hoặc bazơ mạnh thêm vào 1L dung dịch đệm để pH của dung dịch thay đổi 1 đơn vị. Công thức tính đệm dung (β) :

a: số mol axit; b: số mol bazơ

IỄ N

ÀN

3.3.5. Ứng dụng của dung dịch đệm - Trong phân tích định tính dung dịch đệm dùng làm môi trường để tách các ion ra khỏi nhau hoặc phát hiện ion bằng các phương pháp đặc trưng. Ví dụ: tìm Ni2+ bằng dimethylglyoxim, phản ứng xảy ra ở pH≈ 9 do đó ta dùng đệm amoni - Trong phân tích định lượng dung dịch đệm dùng để làm môi trường để chuẩn độ, xác định nồng độ các chất.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

Vì HA là axit yếu, phân ly không đáng kể nên có thể coi nồng độ khi cân bằng [HA] ≈ Ca và [A-] ≈ Cb, từ đó ta có:

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

.Q TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

⃗⃗⃗

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

3.3.3. pH của dung dịch đệm Giả sử dung dịch đệm gồm axit HA có nồng độ Ca và bazơ liên hợp A- ( ví dụ NaA) có nồng độ Cb. Hằng số điện ly của axit là Ka.

Ví dụ trong phương pháp iot xác định nồng độ AsO32- dựa vào phản ứng: ⃗⃗⃗ 24

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Chỉ xảy ra ở pH≈ 7, có thể dùng đệm cacbonat. - Ngoài ra dung dịch đệm còn có vai trò lớn trong đời sống và trong khoa học kỹ thuật.

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

HInd + H2O ⃗⃗⃗ Ind− + H3O+ HInd/Ind−là cặp axit bazơ liên hợp của chất chỉ thị màu, trong đó màu của dạng axit HInd khác màu của dạng bazơ liên hợp Ind−. + Nếu môi trường là axit thì dung dịch có màu của HInd. + Nếu môi trường bazơ, do OH− tăng nên H3O+ giảm, cân bằng chuyển dịch sang phải, dung dịch có màu của Ind−. Tương ứng với cân bằng chỉ thị màu trong dung dịch nước ta có:

Như vậy màu của chất chỉ thị phụ thuộc vào tỉ số nồng độ

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

khác màu của dạng bazơ. – Sự chuyển màu: trong nước có cân bằng điện li là:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

H Ư

3.4.2. Chất chỉ thị axit - bazơ – Chất chỉ thị màu axit - bazơ: là các chất có màu sắc biến đổi tùy thuộc theo pH của dung dịch. Đó là những axit hữu cơ yếu (kí hiệu HInd) hoặc bazơ hữu cơ yếu (kí hiệu Ind−) mà màu của dạng bazơ liên hợp khác màu của dạng axit hoặc màu của dạng axit liên hợp

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

3.4. Phương pháp chuẩn độ axit - bazơ 3.4.1. Bản chất của phương pháp chuẩn độ axit - bazơ Phương pháp này dựa trên các phản ứng trao đổi proton giữa các axit và bazơ. Các phản ứng dùng trong phương pháp này phải thỏa mãn các yêu cầu dùng trong phân tích thể tích. Trong phương pháp này người ta thường dùng các dung dịch chuẩn là dung dịch axit mạnh (HCl,H2SO4) để chuẩn độ dung dịch NaOH, KOH, NH3, các muối cacbonat và dùng dung dịch chuẩn là các bazơ mạnh (NaOH, KOH) để chuẩn độ các dung dịch axit như HCl,H2SO4, H3PO4, CH3COOH, các muối amoni... Trong quá trình chuẩn độ, pH của dung dịch thay đổi dần, ở gần điểm tương đương, pH của dung dịch thay đổi đột ngột. Dựa vào đặc điểm này người ta sử dụng những chất có màu thay đổi theo pH để nhận ra điểm tương đương. Những chất đó được gọi là chất chỉ thị axit bazơ (hay chất chỉ thị pH).

tức là phụ thuộc vào

nồng độ của dung dịch. Người ta quy ước: - Nếu môi trường là bazơ thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều thuận, cho đến khi thì màu của chỉ thị là màu của bazơ. Khi đó pH ≤ pKa+ lg10 → pH ≤ pKa+1.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

- Nếu môi trường là axit thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều nghịch, cho đến khi

Methyl da cam

3,1 – 4,4

Đỏ cam

vàng

Quỳ tím

5-8

Đỏ

xanh

phenolphatalein

8-10

Không màu

Hồng (đỏ)

Alizarin vàng

10-12

vàng

tím

Thymol xanh

1,2-2,8

Đỏ

vàng

H Ư

TR ẦN B

10 00

Màu bazơ

ÀN

ÁN

-L

Í-

3.4.3. Cách xác định điểm tương đương trong phương pháp trung hòa Khi chuẩn độ muốn xác định điểm tương đương phải dùng chất chỉ thị. Trong trường hợp lý tưởng, khi kết thúc chuẩn độ chất chỉ thị phải đổi màu chính ở điểm tương đương, nghĩa là pT của chất chỉ thị phải trùng với pH của dung dịch ở điểm tương đương. Nhưng thực tế pT không trùng với pH ở điểm tương đương, hoặc lớn hơn hoặc nhỏ hơn, do đó ta sẽ chuẩn độ thiếu hoặc thừa và dẫn đến sai số. Như vậy để phép chuẩn độ cho kết quả tốt nhất, sai số nằm trong phạm vi cho phép người ta dùng các phương pháp sau: – Phương pháp vẽ đường định phân (hay phương pháp đồ thị). – Phương pháp tính sai số chỉ thị. Khi chuẩn độ có thể tiến hành trong dung môi nước hay không nước. Ở đây ta sẽ nghiên cứ các trường hợp chuẩn độ trong dung môi nước. Các quá trình chuẩn độ axit - bazơ sau đây được xét trong dung dịch nước bằng phương

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Màu axit

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

Khoảng đổi màu

Chất chỉ thị

Mỗi chất chỉ thị có một khoảng chuyển màu xác định, do vậy phải chọn chất chỉ thị màu để pH của điểm tương đương nằm trong khoảng pKa − 1đến pKa + 1.

IỄ N D

Bảng 3.1: Khoảng đổi màu của một số chất chỉ thị thông dụng

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

rệt nhất. Ví dụ phenolphatalein có pT= 9, nghĩa là tại pH=9 phenolphatalein chuyển từ không màu sang màu hồng, từ màu hồng sang không màu. Nguyên tắc chọn chất chỉ thị thích hợp: chọn chất chỉ thị sao cho khoảng đổi màu nằm gọn trong bước nhảy chuẩn độ (sai số ≤ 0,1%) hoặc pT càng gần càng gần pHtđ.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

thì màu của chỉ thị là màu của axit. Khi đó pH ≥ pKa-lg 10 → pH ≥ pKa-1. Khoảng đổi màu của chất chỉ thị không biến đổi liên tục theo pH của dung dịch mà chỉ biến đổi trong khoảng từ pKa-1 đến pKa+1. Khoảng đó gọi là khoảng đổi màu của chất chỉ thị. + Vậy khoảng đổi màu của chất chỉ thị là khoảng pH từ khi chất chỉ thị bắt đầu chuyển màu đến chuyển màu hoàn toàn. Khoảng pH này chỉ phụ thuộc vào bản chất của chất chỉ thị, không phụ thuộc vào các chất phản ứng với nhau trong dung dịch. + Chỉ số pT của chất chỉ thị: chỉ số pT chính là giá trị pH mà tại đó sự đổi màu là rõ

pháp đồ thị. Khái niệm đường định phân - Đường cong logarit 26

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

lượng tương đương - giả sử khi thêm 50%, 90%, 99,9% lượng cần thiết. – Tại điểm tương đương: khi thêm đúng 100% lượng thuốc thử cần thiết. – Sau thời điểm tương đương: ở giai đoạn thêm thuốc thử 100,1%, 101%, 110%, 200%... – Nối các giá trị pH lại ta sẽ được một đường cong gọi là đường cong định phân hay là đường chuẩn độ (hình 1).

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

H Ư

Nguyên tắc xây dựng đường định phân axit - bazơ Giả sử dung dịch chất nghiên cứu là axit hay bazơ và dung dịch chuẩn là bazơ (hay axit) có cùng nồng độ xác định, ví dụ C = 0,2M và V = 100mL. Sau đó ta sẽ tính được các giá trị pH của dung dịch ứng với thời điểm định phân: – Trước khi chuẩn độ: khi chưa thêm thuốc thử. – Trước thời điểm tương đương: giai đoạn định phân khi thêm thuốc thử chưa đủ một

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Khi định phân một dung dịch axit AX1 bằng một bazơ BZ2 hay ngược lại sẽ xảy ra phản ứng axit - bazơ: AX1 + BZ2 → AX2 + BZ1 Trong quá trình đó nồng độ axit, bazơ của hai cặp thay đổi. Do đó pH của dung dịch cũng thay đổi. Nếu ta biểu diễn sự biến đổi đó trên một hệ trục tọa độ: trục tung biểu diễn pH = −lg [H+], còn trục hoành biểu diễn lượng thuốc thử thêm vào (% hay mL) thì ta sẽ được đường cong liên tục gọi chung là đường cong logarit hay là đường cong định phân. Vậy đường cong định phân là đồ thị biểu diễn sự biến đổi tính chất nào đó của dung dịch chất nghiên cứu theo lượng thuốc thử thêm vào trong quá trình định phân. Cụ thể đường định phân axit - bazơ là một đường cong logarit biểu diễn sự thay đổi pH (trục tung) của dung dịch chất nghiên cứu axit (hay bazơ) theo lượng % hay mL (trục hoành) dung dịch chuẩn bazơ (hay axit) thêm vào trong quá trình định phân.

Hình 3.1: Đường định phân hay đường cong logarit Bằng tính toán và thực nghiệm người ta thấy rằng pH của dung dịch trong quá trình chuẩn độ ở gần điểm tương đương có sự thay đổi đột ngột, gọi là bước nhảy pH của đường 27

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

định phân, dựa vào đó để chọn chất chỉ thị. Thường người ta quy ước bước nhảy pH ứng với thời điểm còn 0,1% lượng chất nghiên cứu (chất xác định) chưa được chuẩn độ và 0,1% lượng dung dịch chuẩn dư so với chất nghiên cứu, tức khoảng pH ứng với F = 0,9999 và F=1,001.

–

Khi thêm 99 mL dung dịch NaOH, đã trung hòa đc 99% HCl (F = 0,99) :

–

Khi thêm 99,9 mL dung dịch NaOH, đã trung hòa đc 99,9 % HCl (F = 0,999) :

10 00

A Ó

Í-L

Khi thêm 100 mL dung dịch NaOH, đã trung hòa hết HCl (F = 1) : trong dung dịch

Tương tự khi thêm 101 và 110ml dung dịch NaOH (F tương ứng là 1,01 va 1,1) ta có giá trị pH là 10,7 và 11,7. Mối quan hệ giữa phần axit đã được chuẩn độ và pH của dung dịch được tóm tắt trong bảng sau: -

IỄ N

ÀN

ÁN

chỉ có NaCl ⇒ pH = 7. – Khi thêm 100,1mL dung dịch NaOH, lượng NaOH dư là 0,1mL(F = 1,001) :

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Khi thêm 90 mL dung dịch NaOH, đã trung hòa đc 90% HCl (F = 0,9) :

–

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

TR ẦN

H Ư

trong đó: C0,V0 là nồng độ và thể tích ban đầu; C,V là nồng độ và thể tích của bazơ thêm vào. Ta tính pH tại các thời điểm khác nhau trong quá trình chuẩn độ: + – Khi chưa thêm NaOH (F = 0): trong dung dịch chỉ có HCl, pH = −lg[H ] = −lg0,1 = 1. – Khi thêm 50 mL dung dịch NaOH (F = 0,5): trung hòa được một nửa lượng HCl:

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

.Q à

Gọi F là phần axit đã được chuẩn độ, tức là

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

3.5. Các trường hợp chuẩn độ 3.5.1. Chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh và ngược lại a- Chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh Giả sử chuẩn độ 100 mL dung dịch HCl 0,1M bằng dung dịch NaOH 0,1M. Ta có phản ứng chuẩn độ: HCl + NaOH → NaCl + H2O

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 3.2: Giá trị pH khi chuẩn độ 100mL dung dịch HCl 0,1M bằng dung dịch NaOH 0,1M

1,0

1,001

9,7

1,01

10 , 7

1,1

11 , 7

G N H Ư TR ẦN B 10 00 A

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

Hình 3.2: Đường cong chuẩn độ dung dịch HCl bằng dung dịch NaOH Qua bảng 3.2 và đường cong chuẩn độ ta thấy khi chưa bị chuẩn độ (F = 0) cho đến khi đã được chuẩn độ 99,9%, pH của dung dịch chỉ biến đổi 3,3 đơn vị. Nhưng khi khoảng chuẩn độ thiếu và thừa 0,1% (F từ 0,999 đến 1,001) thì pH thay đổi 5,4 đơn vị, sự thay đổi rất đột ngột tạo nên bước nhảy pH quanh điểm tương đương của đường định phân. Nếu ta dùng chất chỉ thị có pT nằm trong khoảng bước nhảy trên (4,3 ÷ 9,7) thì khi kết thúc chuẩn độ - chất chỉ thị đổi màu - thì sai số của phép chuẩn độ chỉ nằm trong khoảng ±0,1%. Bước nhảy pH trên đường chuẩn độ phụ thuộc vào nồng độ của dung dịch chuẩn NaOH và nồng độ của dung dịch axit HCl. Nồng độ càng lớn thì bước nhảy càng dài (Hình 3.3).

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

0,999

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

3,3

0,99

2,3

0,90

U Y

1 , 48

0,50

ẠO

pH của dung dịch

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Phần axit đã được chuẩn độ (F)

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Khi thêm 90 mL dung dịch HCl, trung hòa đc 90% NaOH (F = 0,9) :

ÀN

–

ÁN

-L

–

Í-

pOH = −lg[OH−] = −lg0,1 = 1 ⇒ pH = 13. Khi thêm 50 mL dung dịch HCl (F = 0,5): trung hòa được một nửa lượng NaOH:

Khi thêm 99 mL dung dịch HCl, trung hòa đc 99% NaOH (F = 0,99) :

Khi thêm 99,9mL dung dịch HCl, trung hòa đc 99,9% NaOH (F = 0,999) :

IỄ N

–

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Ta tính pH của dung dịch tại các thời điểm khác nhau trong quá trình chuẩn độ: – Khi chưa thêm HCl (F = 0): trong dung dịch chỉ có NaOH

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

10 00

TR ẦN

H Ư

Hình 3.3: Đường cong chuẩn độ dung dịch HCl bằng các dung dịch NaOH có nồng độ khác nhau. b- Chuẩn độ bazơ mạnh bằng axit mạnh Giả sử chuẩn độ 100 mL dung dịch NaOH 0,1M bằng dung dịch HCl 0,1M. Ta có phản ứng chuẩn độ: HCl + NaOH → NaCl + H2O

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

.Q N

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Khi thêm 100mL dung dịch HCl, trung hòa hết NaOH (F = 1): trong dung dịch chỉ có

NaCl ⇒ pH = 7. Khi thêm 100,1mL dung dịch HCl, lượng HCl dư là 0,1mL (F = 1,001) :

–

Tương tự khi thêm 101 và 110mL dung dịch HCl (F tương ứng là 1,01 va 1,1) ta có giá trị pH là 3,3 và 2,32. Mối quan hệ giữa phần axit đã được chuẩn độ và pH của dung dịch được tóm tắt trong bảng sau: Bảng 3.3: Giá trị pH khi chuẩn độ 100mL dung dịch NaOH 0,1M bằng dung dịch HCl 0 ,1M

0,90

11,72

0,99

10,7

9,7

0,999

H Ư

1,0 1,01

4,3 3,3 2,32

1,1

TR ẦN

1,001

-L

Í-

10 00

Dựa vào bảng số liệu này ta có thể vẽ đường cong chuẩn độ tương tự như đối với trường hợp (a). c- Sai số chỉ thị Sai số chỉ thị là sai số gây ra do điểm cuối của sự chuẩn độ, tức là pT của chất chỉ thị không trùng với pH ở điểm tương đương. Sai số thường tính theo sai số tương đối:

IỄ N

ÀN

ÁN

trong đó: G là giá trị gần đúng; D là giá trị đúng. Ví dụ1: Tính sai số chỉ thị khi chuẩn độ dung dịch HCl 0,1M bằng dung dịch NaOH 0,1 M nếu dùng chất chỉ thị có pT = 5 và pT = 9. Phương trình chuẩn độ: HCl + NaOH → NaCl + H2O; (pHtd = 7). – Khi dùng chất chỉ thị có pT = 5, tức là kết thúc chuẩn độ ở pH = 5,việc chuẩn độ kết thúc trước điểm tương đương.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

12,52

ẠO

0,50

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

pH của dung dịch

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Phần axit đã được chuẩn độ (F)

U Y

–

Dấu trừ vì chuẩn độ kết thúc trước điểm tương đương nên lượng axit đã chuẩn độ CVc< lượng axit ban đầu (C0V0). 31

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Vì kết thúc gần điểm tương đương nên Vc ≈ V0. Do đó:

Khi dùng chất chỉ thị có pT = 9, tức là kết thúc chuẩn độ ở pH = 9,việc chuẩn độ kết thúc sau điểm tương đương, nghĩa là dư NaOH.

ẠO

Vì kết thúc gần điểm tương đương nên Vc ≈ V0. Do đó:

H Ư

Ví dụ 2: Nếu chuẩn độ dung dịch HCl 0,1M bằng dung dịch NaOH 0,1M thì cần kết thúc chuẩn độ ở pH bằng bao nhiêu (hay dùng chất chỉ thị có pT bằng bao nhiêu) để sai số cho phép chuẩn độ không quá 0,1%. Khi sai số −0,1% ⇒ S = −0,001 hay -10−3, việc chuẩn độ kết thúc trước điểm tương

TR ẦN

–

10 00

đương nên:

ÁN

-L

Í-

− Khi sai số +0,1% ⇒ S = 0,001 hay 10−3, việc chuẩn độ kết sau trước điểm tương đương, NaOH dư nên:

IỄ N

ÀN

Vậy để phép chuẩn độ kết thúc với sai số 0,1% thì kết thúc chuẩn độ trong khoảng pH 4,3 ÷ 9,7, tức là phép chuẩn độ có thể dùng các chất chỉ thị có pT nằm trong khoảng giá trị 4,3 ÷ 9,7.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

(C0V0). Kết thúc ở pH = 9 ⇒ [H+] = 10−9 ⇒ [OH−] = 10−5.

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Dấu cộng vì chuẩn độ thừa, tức là lượng NaOH dùng CVc> lượng kiềm cần để chuẩn độ

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

–

3.5.2. Chuẩn độ axit yếu bằng bazơ mạnh và ngược lại a- Chuẩn độ axit yếu bằng bazơ mạnh (chuẩn độ CH3COOH bằng dung dịch chuẩn NaOH) Giả sử chuẩn độ 100 mL dung dịch CH3COOH 0,1M bằng dung dịch NaOH 0,1M, pKCH3COOH = 4,75. Phản ứng chuẩn độ: CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O. 32

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Khi chưa thêm NaOH, trong dung dịch chỉ có CH3COOH 0,1M (C0), pH của dung

√

dịch tính theo công thức:

=2.88

Khi thêm dung dịch NaOH nhưng chưa trung hòa hết, trong dung dịch có CH3COOH chưa bị trung hòa và CH3COO−, pH của dung dịch được tính theo công thức:

–

U Y

2,88 4,2

0,5

4,81

0,9

5,8

0,99

6,8

0,099

7,8

1,0 (điểm tương đương)

8,72

1,001

9,7

1,01

10,68

1,1

11,62

12,52

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

0,2

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

H Ư

TR ẦN

pH của dung dịch

Phần axit đã được chuẩn độ (F)

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

.Q TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Khi thêm dư dung dịch NaOH, trong dung dịch có NaOH dư và CH3COO−. Vì CH3COO− là một bazơ yếu bên cạnh một NaOH là một bazơ mạnh nên pH của dung dịch được tính theo NaOH dư. Tính theo các công thức trên ta được các giá trị pH biến đổi theo lượng CH3COOH đã được chuẩn (F) như sau: Bảng 3.4: Giá trị pH khi chuẩn độ 100mL dung dịch CH3COOH 0,1M bằng dung dịch NaOH 0 ,1M -

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Khi thêm dung dịch NaOH vừa đủ để trung hòa hết CH3COOH , trong dung dịch chỉ có CH3COO− là một bazơ yếu, pH của dung dịch được tính theo công thức: –

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

IỄ N

ÀN

ÁN

ngắn phụ thuộc vào độ mạnh hay yếu của axit mà ta định phân, nghĩa là phụ thuộcvào hằng số axit Ka, Ka càng lớn bước nhảy càng dài, Ka càng nhỏ bước nhảy càng ngắn và tất nhiên Ka nhỏ đến mức độ nào đó thì sẽ không có bước nhảy pH.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

Nhận xét : + Điểm tương đương khi chuẩn độ axit yếu bằng bazơ mạnh không trùng với điểm trung hòa (có pH = 7) mà nằm ở miền kiềm (pHtd = 8,87). + Đường cong chuẩn độ trong chuẩn độ axit yếu bằng bazơ mạnh không đối xứng với điểm tương đương (khác với hình 3.2). + Bước nhảy khi chuẩn độ axit yếu bằng bazơ mạnh (7,8 ÷ 9,7) nhỏ hơn rất nhiều so với bước nhảy khi chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh với cùng khoảng sai số 0,1% (4,3 ÷ 9,7). + Cũng như trong trường hợp chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh, khi chuẩn độ axit yếu bằng bazơ mạnh thì bước nhảy của đường chuẩn độ cũng phụ thuộc vào nồng độ. Nồng độ càng lớn thì bước nhảy càng dài. Bước nhảy của đường cong định phân càng ngắn khi axit càng yếu. + Từ nhận xét trên ta thấy rõ ràng bước nhảy pH của đường cong định phân axit dài hay

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Hình 3.4: Đường cong chuẩn độ dung dịch CH3COOH 0,1M bằng dung dịch NaOH

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

.Q Đ

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Dựa vào bảng trên ta vẽ được đường cong chuẩn độ như sau:

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Khi chuẩn độ trước điểm tương đương trong dung dịch có NH+4 và NH3, đó là hệ đệm nên pH của dung dịch được tính theo công thức:

U Y

G N

TR ẦN

H Ư

Ta cũng có thể tính pOH rồi tính pH theo công thức pH = 14 − pOH. Khi thêm một lương dư dung dịch HCl, trong dung dịch có HCl dư và NH4+ . Vì NH4+ là một axit yếu bên cạnh một HCl là một axit mạnh nên pH của dung dịch được tính theo HCl dư.

10 00

Tính theo các công thức trên ta được các giá trị pH biến đổi theo lượng NH3 đã được chuẩn (F) như sau: Bảng 3.5: Giá trị pH khi chuẩn độ 100mL dung dịch NH3 0,1M bằng dung dịch HCl 0 ,1M

Phần NH3 đã được chuẩn độ (F)

11,13

0,5

9,26

0,9

8,36

0,99

7,26

0,099

6,56

1,0 (điểm tương đương)

5,13

1,001

3,7

1,01

3,0

1,1

ÁN

-L

Í-

IỄ N

ÀN

pH của dung dịch

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Tại điểm tương đương, trong dung dịch chỉ có NH4Cl là một axit yếu, pH của dung dịch được tính theo công thức: –

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

.Q ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

b- Chuẩn độ bazơ yếu bằng axit mạnh (chuẩn độ dung dịch NH3 bằng dung dịch HCl) Giả sử chuẩn độ 100 mL dung dịch NH3 0,1M bằng dung dịch HCl 0,1M, pKNH3 = 4,75 Phản ứng chuẩn độ: NH3 + HCl → NH4Cl. – Khi chưa thêm HCl, trong dung dịch chỉ có NH3 0,1M (C0) là một bazơ yếu, pH của dung dịch tính theo công thức:

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Xác định Mg2+ hoặc PO

–

ÁN

-L

Í-

3.5.3. Một số ví dụ về phương pháp chuẩn độ axit - bazơ – Pha chế dung dịch chuẩn HCl, NaOH – Pha chế dung dịch chuẩn gốc Na2CO3 – Xác định nồng độ dung dịch CH3COOH và dung dịch NH3 – Xác định nồng độ dung dịch H3PO4bằng dung dịch NaOH – Xác định Na2CO3trong kỹ thuật

IỄ N

ÀN

Câu hỏi và bài tập chương 3 1- Trình bày khái niệm dung dịch đệm và thiết lập phương trình tính pH của dung dịch đệm. 2- Trình bày đặc điểm của chất chỉ thị dùng trong phương pháp chuẩn độ axit-bazơ

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

10 00

(pHtd = 5,13). Bước nhảy pH trong khoảng 3,7 ÷ 6,5. + Đường cong chuẩn độ không đối xứng với điểm tương đương + Bước nhảy của đường chuẩn độ cũng phụ thuộc vào nồng độ và hằng số phân ly của bazơ yếu.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

H Ư

Hình 3.5: Đường cong chuẩn độ dung dịch NH3 bằng các dung dịch HCl 0,1M. Nhận xét: giống trường hợp chuẩn độ axit yếu bằng bazơ mạnh, đường cong chuẩn độ bazơ yếu bằng axit mạnh cũng cho thấy: + Điểm tương đương không trùng với điểm trung hòa (có pH = 7) mà nằm ở miền axit

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

.Q Đ

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Dựa vào bảng trên ta vẽ được đường cong chuẩn độ như sau:

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

IỄ N

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

13- Để trung hoà 0,5g hỗn hợp Na2CO3 và K2CO3 tới CO2 cần 39,5 mL dung dịch HCL 0,2N. Xác định % Na2CO3 trong hỗn hợp. 14- Thêm 20mL dung dịch HCl 0,01M vào 100mL Ba(OH)2. Chuẩn độ hỗn hợp thu được bằng dung dịch NaOH 0,02M dùng phenolphtalein làm chỉ thị (pT=9) thì phải dùng 8mL NaOH. a- Tính nồng độ Ba(OH)2 b- Có thể chuẩn độ trực tiếp dung dịch Ba(OH)2 trên bằng dung dịch HCl 0,01M, dùng methyl đỏ làm chỉ thị được không? (sai số không vượt quá 0,1%). 15- Chuẩn độ 25mL dung dịch HCOOH 0,05M bằng dung dịch NaOH 0,1M. Tính pH của dung dịch trước khi chuẩn độ và sau khi đã thêm: a) 10mL; b) 12,45 mL; c) 12,5 mL và d) 13mL NaOH. 16- Nếu chuẩn độ 50mL dung dịch HCl bằng dung dịch NaOH đến đổi màu phenolphthalein (pT=9) thì phải dùng 25mL NaOH. Nếu chuẩn độ đến xuất hiện màu vàng của methyl da cam (pT=4,4) thì phải dùng 24,5 mL NaOH. Tính nồng độ HCl và NaOH. 17- Tính thể tích dung dịch NaOH 0.02M cần dùng để chuẩn độ hết 50mL dung dịch HCl 0,02M và H2SO4 0,01M. Tính pH tại điểm tương đương. 18- Trong 100 mL dung dịch A có 0,4g NaOH và 0,56 g KOH. Tính số mL dung dịch HCL 0,1N phải dùng để trung hoà hoàn toàn lượng kiềm có trong 25mL dung dịch A.

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

TR ẦN

H Ư

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

3- So sánh đường định phân khi chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh và chuẩn độ axit yếu bằng bazơ mạnh. 4- Tính pH của dung dịch HCl 0,1N; 0,2 M; 0,05M 5- Tính pH của dung dịch NaOH 0,1N; 0,2M; 0.05M 6- Tính pH của dung dịch CH3COOH 0,1M; 0,02M. Biết pKa = 4,75 7- Cho 500mL dung dịch CH3COOH 0,1M. Thêm từ từ dung dịch NaOH 0,1N vào dung dịch trên. Tính pH tại các thời điểm sau aThêm 100 mL NaOH 0,1 N bThêm 300 mL NaOH 0,1 N cThêm 500 mL NaOH 0,1 N dThêm 600 mL NaOH 0,1 N 8- Tính pH của dung dịch chứa 7g/L HCl và 7g/L CH3COOH. 9- Tính số g NaOH phải cho vào 250mL nước để dung dịch thu được có pH=11,35. 10- Tính số g NaOH phải cho vào 1L HCl 1.10-3 M để thu được dung dịch có pH=10. 11- Tính số mL HCl 5.10-4 M phải cho vào 100mL NaOH 1.10-3 M để pH của dung dịch thu được bằng 6,5. 12- Tính pH của dung dịch đệm gồm CH3COOH 0,05M và CH3COONa 0,05M

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Chương 4: Cân bằng oxi hóa - khử. Chuẩn độ oxi hóa - khử

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

4.1.2. Cách thành lập các phương trình oxi hoá - khử theo phương pháp ion- electron a- Nguyên tắc: Tổng electron mà chất khử nhường đi bằng tổng electron mà chất oxi hoá thu vào. b- Các bước: Xác định chất oxi hoá, chất khử. Xét sự thay đổi số oxi hoá của các nguyên tố và viết phương trình cho nhận electron Cân bằng phương trình electron (Tìm BSCNN của tổng thu và tổng nhường rồi tìm hệ số để cân bằng). Hoàn thiện phương trình phản ứng Ví dụ: Cân bằng phương trình: CrO2- + H2O2 → CrO

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

10 00

TR ẦN

H Ư

ẠO

4.1. Cân bằng oxi hoá - khử 4.1.1 Định nghĩa phản ứng oxi hóa khử - Phản ứng oxi hoá khử: là phản ứng trong đó có sự thay đổi mức oxi hoá, chất oxi hoá nhận electron và mức oxi hoá giảm, chất khử nhường electron và mức oxi hoá tăng. - Chất khử: là chất cho electron số oxi hóa tăng, hoá trị tăng, còn chất oxi hoá là chất nhận electron và số oxi hóa giảm. - Quá trình khử là sự nhận eletron, quá trình oxi hoá là sự nhường electron. Ví dụ: 2Fe + 3O2 = 2Fe2O3 Chất khử: Fe Chất oxi hóa: O2 Quá trình oxi hóa: Fe − 3e− = Fe3+ Quá trình khử: O2 + 2e− = 2O2−

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Biết các phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử.

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Mục tiêu: Biết được các định nghĩa về phản ứng oxi hóa khử, thành lập phương trình oxi hóa khử theo phương pháp ion. Thế điện hóa của cặp oxi hóa khử, công thức Nernst. Chiều của phản ứng oxi hóa khử, hằng số cân bằng. Các loại chỉ thị trong phương pháp oxi hóa khử. Đường định phân, phương pháp chọn chất chỉ thị để xác định điểm tương đương.

−

Bước 1: Chất khử là CrO 2 , chất oxi hóa là H2O2 Bước 2 và bước 3: thành lập phương trình electron và cân bằng CrO

CrO

H2O2 + 2e− → 2OH− Bước 4: Kết quả tổ hợp của (a) và (b) ta có:

O + 3e−

(a)

(b)

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

⃗⃗⃗ 2CrO

2CrO Vậy cuối cùng ta có:

⃗⃗⃗ 2CrO

2CrO

ÁN

-L

Í-

10 00

E0: thế điện cực tiêu chuẩn, phụ thuộc vào bản chất của cặp oxi hoá khử liên hợp được đo ở điều kiện chuẩn và nồng độ dạng oxi hoá bằng nồng độ dạng khử = 1 mol/L. R: hằng số khí R= 8.314J/mol.K T: nhiệt độ tuyệt đối F: hằng số Faraday F= 96 500C N: số electron trao đổi Ở điều kiện tiêu chuẩn, T =25 oC + 273= 298oK, F= 96 500C Đồng thời chuyển lnK = 2,3.lgK; R = 8,314J/mol.K nên ta có:

IỄ N

ÀN

b- Chiều của phản ứng oxi hoá khử và các yếu tố ảnh hưởng Để xét chiều của phản ứng oxi hoá khử, ta dựa vào thế tiêu chuẩn Eo của các cặp. Cặp nào có Eo lớn thì dạng oxi hoá của cặp đó sẽ oxi hoá dạng khử của cặp có thế tiêu chuẩn nhỏ hơn. Nếu biết được giá trị của Eo của cặp oxi - hóa khử ta có thể đoán biết được chiều của phản ứng oxi hóa khử. Ví dụ: Xét phản ứng sau:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TR ẦN

Trong đó: E: thế oxi hoá khử

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

H Ư

Thế của một cặp oxi hoá-khử liên hợp được xác định bằng phương trình Nernst

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

Khả năng oxi hoá khử của các chất được đánh giá bằng đại lượng thế oxi hoá khử, là đại lượng đo cường độ của chất oxi hoá và chất khử của các cặp oxi hoá khử. Thế của cặp càng cao, chất oxi hoá của cặp càng mạnh và chất khử của các cặp oxi hoá-khử liên hợp càng yếu. Ox + ne ⃗⃗⃗ Kh

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

4.1.3. Thế oxi hóa khử - chiều của phản ứng oxi hóa khử a- Thế oxi hoá-khử Một chất nhận electron càng dễ, có tính oxi càng mạnh và nhường electron càng dễ thì có tính khử càng mạnh.

5Fe2+ + MnO4− + 8H+ ⃗⃗⃗ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O Cặp MnO4-/Mn2+ có Eo = 1,51V và cặp Fe3+/Fe2+ có Eo = 0,77V nên MnO−4 là chất oxi hóa và Fe2+ là chất khử. Vậy phản ứng sẽ xảy ra theo chiều thuận.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

10 00

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

Xét chiều phản ứng: 2Ag+ + 2Hg ⃗⃗⃗ Hg22+ + 2 Ag Khi [Ag+] = 10−4 M và [Hg22+]= 10-1 M Khi [Ag+] = 10−1M và [Hg22+]= 10-4 M Cho EoAg+/Ag = 0,8V và EoHg2+/Hg = 0,79 V Từ phương trình phản ứng ta có 2 bán phản ứng: Ag+ + e → Ag Ta có: E1 = EAg+/Ag = EoAg+/Ag + 0,059 lg [Ag+] Và 2Hg − 2e → Hg22+ Khi đó: E2 =EHg

= EoHg22+/Hg +

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Các yếu tố ảnh hưởng đến chiều của phản ứng oxi hóa - khử Theo phương trình Nernst, thế oxi hóa - khử của mỗi cặp phụ thuộc vào tỉ số nồng độ của các dạng oxi hoá và dạng khử, đồng thời phụ thuộc vào môi trường. Do đó khi thay đổi tỉ số nồng độ hoặc giá trị của pH của môi trường thì sẽ thay đổi chiều của phản ứng oxi hóa - khử. + Ảnh hưởng của nồng độ -

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

tiêu chuẩn lớn nhất thì xảy ra trước tiên.

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

TR ẦN

H Ư

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Sản phẩm của phản ứng oxi hóa khử là những chất khử và chất oxi hóa mới, tuy nhiên chúng sẽ yếu hơn các chất oxi hóa và chất khử ban đầu. Ví dụ đối với phản ứng trên thì Fe3+ yếu hơn MnO−4 và Mn2+ khử yếu hơn Fe2+. Ví dụ 1: Ta có EoZn2+/Zn= −0,76V , EoPb2+/Pb = −0,126V , EoCu2+/Cu = 0,336V. Như vậy nếu cho Zn kim loại vào dung dịch muối của Pb và Cu thì sẽ có phản ứng: Zn + Cu2+ → Cu ↓ + Zn2+ Zn + Pb2+ → Pb ↓ + Zn2+ Sản phẩm của hai phản ứng trên là Pb và Cu, là những chất khử yếu hơn Zn và không có khả năng khử Zn đến Zn2+. Ví dụ 2: EoCl2/2Cl− = +1,359V, EoBr2/2Br = +1,087V, EoFe3+/Fe2+ = +0,77 Ta có: EoCl2/2Cl− > EoBr2/2Br− nên ta có phản ứng: Cl2 + 2Br− → 2Cl− + Br2 và EoBr2/2Br− > EoFe3+/Fe2+ nên ta có phản ứng: Br2 + 2Fe2+ → 2Br− + 2Fe3+ Vậy Cl2 có thể oxi hóa được Br− nhưng Fe3+ không thể oxi hóa được Br−. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến thế oxi hoá khử và chiều của phản ứng oxi hoá khử. Trong điều kiện đã cho của các phản ứng oxi hóa khử, quá trình nào có hiệu số thế điện cực

lg[Hg22+]

Xét trường hợp thứ nhất: Khi [Ag+] = 10−4M và [Hg22+]= 10-1 M Ta có E1 = 0,8 + 0,059lg[10−4]=0,57 V

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

lg[10−1]=0,76 V

Ơ H .Q

trong môi trường natri hiđro cacbonat

ẠO

nghĩa là ở pH = 8; biết Eo của cặp này ở pH = 0 là +0,57V. Với cặp này có thể xảy ra phản ứng: + 2e ⃗⃗⃗ AsO

AsO

TR ẦN

H Ư

Thế oxi hóa khử của cặp này:

Thế chuẩn điều kiện E’ khi pH = 8 nghĩa là thế khi: [AsO

mol/l.

10 00

Khi đó:

[AsO

Như vậy, pH càng tăng thì thế chuẩn điều kiện càng giảm nghĩa là khả năng oxi hóa của

Í-

AsO43- giảm khi pH tăng, còn khả năng khử của AsO 3-

–

-L

mà thế oxi hóa chuẩn của cặp AsO4 / AsO3

lại tăng cùng với pH. Chính vì vậy

= 0,57V khi pH = 0 nên AsO

–

ÁN

được I vì thế chuẩn của cặp I2/2I = 0,54V. + Ảnh hưởng của phản ứng tạo phức Khi chất oxi hóa hoặc chất khử của một cặp oxi hóa khử liên hợp tham gia vào phản ứng tạo phức thì thế oxi hóa khử cũng biến đổi. Chúng ta xét một ví dụ cụ thể. Ví dụ 1: Tính thế oxi hóa khử tiêu chuẩn điều kiện của cặp Fe3+/Fe2+ trong dung dịch có dư florua để tạo phức. Phức FeF63- có hằng số bền β = 1016; E0Fe3+/Fe2+ = 0,77V. Với hệ này xảy ra hai phản ứng: Fe2+ − e ⃗⃗⃗ Fe3+ (a)

ÀN Đ IỄ N

có thể oxi hóa

Fe3+ + 6F− ⃗⃗⃗ FeF63-

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

AsO

Tính thế oxi hóa khử điều kiện của cặp AsO

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

, phản ứng xảy ra theo chiều thuận.

+ Ảnh hưởng của môi trường

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

U Y

Như vậy Ag+ oxi hóa Hg

lg[10−4]=0,67 V

http://daykemquynhon.ucoz.com

Như vậy Hg22+ oxi hóa Ag → Ag+, phản ứng xảy ra theo chiều nghịch. Xét trường hợp thứ hai: Khi [Ag+] = 10−1M và [Hg22+]= 10-4 M Ta có E1 = 0,08 + 0,059lg[10−1]=0,74 V

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

E2 = 0,79 +

(b)

Cộng hai phản ứng này lại với nhau ta có: Fe2+ + 6F− − e ⃗⃗⃗ FeF63- (c)

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Đối với phản ứng tổng (c): [

[

]

H Ư (b)

10 00

TR ẦN

OX2 + n2e− = Kh2

Giả sử OX1 là chất oxi hoá mạnh và Kh2 là chất khử mạnh thì: pOX1 + qKh2 ⃗⃗⃗ qOX2 + pKh1

-L

Í-

Hằng số cân bằng của phản ứng:

(

)

(

)

IỄ N

ÀN

ÁN

Ở trạng thái cân bằng E1 = E2 và số electron trao đổi n = pn1= qn2 Như vậy lúc cân bằng ta có:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO Đ G

(a)

4.1.4. Hằng số cân bằng của phản ứng oxi hóa khử Xét hai phản ứng sau: OX1 + n1e− = Kh1

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

]

Như vậy, trong môi trường có dư F– khả năng oxi hóa của Fe3+ giảm đi và khả năng khử của Fe2+ lại tăng lên.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Khi đó:

[

U Y

Chia phương trình (e) cho phương trình (f) ta được :

(f)

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

]

[

(e)

Theo phản ứng tạo phức (b)

]

(d)

[

E= E0 thế điện cực tiêu chuẩn khi

]

4.2. Chuẩn độ oxi hóa khử (còn gọi là phương pháp oxi hóa khử) Trong các phương pháp chuẩn độ oxi hóa - khử người ta thường tiến hành phản ứng chuẩn độ là phản ứng trao đổi electron giữa dung dịch chuẩn chứa chất oxi hóa (hoặc khử)

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

với dung dịch phân tích chứa chất khử (hoặc chất oxi hóa). Để nhận ra điểm tương đương của phản ứng chuẩn độ người ta cũng dùng các chất chỉ thị.

⃗⃗⃗ 3Sb5+ + Br− + 3H2O ⃗⃗⃗ 3Br2 + 3H2O

BrO

ÁN

Dung dịch sẽ có màu đỏ, nếu cho thừa 1-2 giọt KBrO3 sẽ có phản ứng tiếp theo:

IỄ N

ÀN

Lúc đó Br2 tạo ra sẽ oxi hóa metyl da cam hay metyl đỏ khiến chất chỉ thị mất màu, khi đó ta kết thúc quá trình định phân. Chất chỉ thị oxi hóa khử: chất chỉ thị oxi hóa khử là những chất có màu của dạng oxi hóa (Indox) và dạng khử (Indkh) khác nhau và đổi màu theo điện thế của dung dịch, tồn tại trong dung dịch theo cân bằng: Indox + ne ⃗⃗⃗ Indkh

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

3Sr3+ + BrO

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

-L

Í-

10 00

Đến điểm tương đương vừa hết iôt thì dung dịch sẽ hết màu xanh. Trong trường hợp này hồ tinh bột không tham gia phản ứng oxi hóa - khử Chất chỉ thị bất thuận nghịch: Loại chất chỉ thị này có đặc tính là màu của dạng oxi hóa và dạng khử khác nhau và không biến đổi thuận nghịch được. Ví dụ: Metyl da cam hay metyl đỏ trong môi trường axit có màu đỏ, khi bị oxi hóa chúng sẽ chuyển thành dạng oxi hóa không màu nhưng dạng oxi hóa này không thể bị khử trở lại dạng ban đầu được. Giả sử ta chuẩn độ dung dịch Sb3+ bằng dung dịch KBrO3 trong môi trường axit có metyl da cam hay metyl đỏ làm chỉ thị:

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

TR ẦN

⃗⃗⃗

H Ư

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

4.2.1. Chất chỉ thị trong phương pháp oxi hóa khử So với phương pháp trung hòa, phương pháp oxi hóa khử có thể dùng các chất chỉ thị sau để xác định điểm tương đương: a- Không dùng chất chỉ thị từ bên ngoài đưa vào Trong trường hợp này, thuốc thử là một chất có màu rõ rệt và ta kết thúc định phân khi dung dịch đổi màu. Ví dụ: Khi chuẩn độ dung dịch các chất khử không màu bằng dung dịch chuẩn pemanganat, thì một giọt dung dịch chuẩn dư ra cũng đủ làm dung dịch có màu hồng. b- Dùng chất chỉ thị đưa từ bên ngoài vào Chất chỉ thị đặc biệt: Loại này dùng để nhận ra thuốc thử thừa ra (1, 2 giọt) trong quá trình định phân Ví dụ: Hồ tinh bột dùng làm chỉ thị để nhận ra iôt khi có 1 lượng nhỏ iôt trong dung dịch. Lúc đó dung dịch có màu xanh hoặc dung dịch mất màu xanh khi iôt bị tác dụng hết. Chẳng hạn khi định phân iôt bẳng Na2S2O3 theo phản ứng:

Thế oxi hóa của hệ oxi hóa khử liên hợp này tính bằng phương trình Nernst:

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Tương tự với chất chi thị axit bazơ, màu sắc của dung dịch được quyết định bởi tỉ số:

Diphenylamin

Xanh tím

Không màu

+0.76

Axit diphenylazosulphonic

Đỏ tím

Không màu

+0.84

Axit phenylantranilic

Đỏ tím

G N

với 2,2 - Xanh nhạt

+1.08

Đỏ

+1.06

Đỏ

+0.97

10 00

Phức của Fe dipiridin

’

H Ư

Xanh nhạt 2+

TR ẦN

Pheroin

Không màu

-L

Í-

4.2.2. Đường định phân trong phương pháp chuẩn độ oxi hoá khử Trong quá trình chuẩn độ theo phương pháp oxi hoá khử, nồng độ các dạng oxi hoá và dạng khử của các cặp thay đổi. Biểu diễn thế oxi hoá khử của dung dịch theo lượng thuốc thử thêm vào trong quá trình chuẩn độ lên trục toạ độ ta được đường định phân oxi hoá khử. Ví dụ: xây dựng đường định phân của quá trình chuẩn độ V0 mL dung dịch Fe2+ có nồng độ C0 mol/L bằng dung dịch Ce4+ có nồng độ C mol/L.

ÀN

ÁN

a- Tính thế oxi hoá khử của dung dịch (Edd) trong quá trình chuẩn độ Khi chuẩn độ phản ứng xảy ra: Ce4+ + Fe2+ ⃗⃗⃗ Ce3+ + Fe3+ Biết E0Ce4+/Ce3+= 1,45 V và E0Fe3+/Fe2+= 0,77 V; n = 1

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Eo khi [H+] = 1

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

Màu dạng khử

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Màu của dạng oxi hóa

ẠO

Chỉ thị

Bảng 4.1. Một số chất chỉ thị oxi- hoá khử thường dùng

IỄ N D

và giới hạn này được gọi là khoảng đổi màu của chất chỉ thị oxi hóa khử.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Giả sử rằng ta phân biệt được màu của một dạng khi nồng độ cân bằng của nó lớn hơn dạng kia khoảng 10 lần. Do đó khoảng thế đổi màu của chất chỉ thị oxi hóa - khử từ:

Hằng số cân bằng của phản ứng

K khá lớn nên phản ứng xảy ra gần như hoàn toàn. Ở mỗi thời điểm chuẩn độ phản ứng đạt tới một trạng thái cân bằng mới. Khi đó Edd= ECe4+/Ce3+= EFe3+/Fe2+. Như vậy Edd trong quá trình chuẩn độ có thể tính theo điện thể của một trong hai cặp. -

Trước điểm tương đương

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Trong đó [Fe3+] =

và

Sau điểm tương đương

10 00

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

b- Vẽ đường định phân và nhận xét Từ các giá trị điện thế tính được tại các thời điểm khác nhau, chúng ta có thể xây dựng được đường định phân biểu diễn sự phụ thuộc của điện thế (E) vào phần đã được chuẩn (F).

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Đ G N H Ư TR ẦN

nên

Khi phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng thì

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Tại điểm tương đương V = Vtđ

ẠO

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

U Y

và

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Trong đó [Ce4+] =

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Hình 4.1: Đường định phân trong phương pháp chuẩn độ oxi hoá khử

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Nhận xét: Tương tự như trong phương pháp trung hoà, khi thừa 0.1% Fe2+ đến lúc thừa 0.1% Ce4+ đường định phân có dạng gần như thẳng đứng, nghĩa là Edd thay đổi đột ngột, tức là

10 00

4.2.3. Các phương pháp chuẩn độ oxi hoá khử hay dùng 4.2.3.1. Phương pháp pemanganat Đặc điểm chung của phương pháp: phương pháp pemanganat dựa vào tính oxi hoá mạnh của KMnO4. Trong môi trương axit mạnh MnO4- bị khử về Mn2+

Trong môi trường axit yếu, trung tính hay kiềm thì MnO4- chỉ bị khử tới MnO2

-L

Í-

⃗⃗⃗

⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗

ÁN

Có thể giải thích khả năng oxi hoá khác nhau của MnO4- trong môi trường axit, kiềm và trung tính bằng phản ứng chuyển hoá giữa MnO2 và ion Mn2+ sau: ⃗⃗⃗

Trong môi trường axit cân bằng (*) sẽ chuyển dịch về phía phải tạo ion Mn2+. Như vậy trong môi trường axit MnO4- trước tiên bị khử thành MnO2 và sau đó vì nồng độ H+ trong dung dịch cao nên MnO2 bị khử tiếp thành ion Mn2+ . Trong môi trường trung tính hay kiềm thì MnO4- bị khử tới MnO2 và không bị khử tiếp vì trong môi trường này cân bằng (*) chuyển dịch sang trái tạo thành MnO2. Như vậy khả năng oxi hoá của MnO4- trong môi trường axit lớn hơn rất nhiều so với môi trường kiềm và trung tính.

ÀN Đ

(*)

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ G

TR ẦN

H Ư

c- Chọn chất chỉ thị để xác định điểm tương đương Để xác định điểm tương đương với độ chính xác cho phép, chúng ta phải chọn chất chỉ thị oxi hoá khử có khoảng đổi màu nằm trong bước nhảy E của đường định phân.

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

⃗⃗⃗

Ví dụ phản ứng:

IỄ N D

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

n1(kh1) + n2(oxh2) ⃗⃗⃗ n1(oxh1) + n2(kh2)

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

có bước nhảy E trên đường định phân ở gần điểm tương đương. Nhận thấy rằng ΔE0 của 2 cặp oxh/kh càng lớn thì bước nhảy càng dài Trong một số trường hợp có thể kéo dài bước nhảy bằng cách giảm Edd ở đầu bước nhảy hoặc tăng Edd ở cuối bước nhảy. Trong trường hợp tổng quát, có phản ứng:

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Pemanganat có thế oxi hoá khử cao

-L

Í-

định được nhiều chất vô cơ và hữu cơ khác nhau. KMnO4 có thể dùng để chuẩn độ các chất không có tính oxi hoá khử. Ví dụ xác định anhidric axetic dựa trên phản ứng của nó với axit oxalic, sau đó chuẩn độ lượng dư axit oxalic bằng KMnO4. 4.2.3.2. Phương pháp dicromat

ÁN

Phương pháp dicromat dựa trên phản ứng của ion Cr2O72- trong môi trường axit ⃗⃗⃗

Ưu điểm của phương pháp dicromat K2Cr2O7 là chất gốc nên dung dịch chuẩn K2Cr2O7 dễ điều chế tinh khiết, dễ bảo quản và bền lâu. Tiến hành chuẩn độ trong môi trường axit H2SO4, H3PO4, HCl. Tuy nhiên không tiến hành chuẩn độ trong môi trường axit HCl có nồng độ lớn hơn 2M vì trong điều kiện đó nồng độ Cl- rất lớn nên làm giảm thế của cặp Cl2/2Cl-, do đó Cr2O72- sẽ oxi hoá được một phần Cl- thành Cl2. Sản phẩm của phản ứng khử Cr2O72- là Cr3+ có màu xanh. Ở điểm cuối của quá trình chuẩn độ không thể nhận ra được màu da cam do 1 giọt K2Cr2O7 dư. Do vậy, để xác định

ÀN Đ IỄ N D

nên có thể xác

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

10 00

Ưu điểm của phương pháp pemanganat Không phải dùng chất chỉ thị

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

dịch chuẩn là axit oxalic.

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

TR ẦN

H Ư

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Một vài lưu ý khi sử dụng phương pháp pemanganat: Phương pháp pemanganat dùng để chuẩn độ các chất khử trong môi trường axit mạnh. Trong môi trường axit sản phẩm bị khử là Mn2+ không màu nên chính KMnO4 đóng vai trò là chất chỉ thị cho quá trình chuẩn độ, vì sau điểm tương đương 1 giọt dung dịch KMnO4 dư làm dung dịch chuyển từ không màu sang màu hồng. Trong khi đó nếu tiến hành trong môi trường trung tính, axit yếu hay kiềm thì sản phẩm khử là MnO2 kết tủa màu nâu sẫm, ảnh hưởng đến việc xác định điểm cuối trong quá trình chuẩn độ. Trong thực tế thường dùng axit H2SO4 để điều chỉnh môi trường axit, không dùng HCl vì Cl- khử được MnO4- và tạo thành Cl2, không dùng HNO3 vì nó là chất oxi hoá mạnh, sẽ oxi hoá chất khử, gây ra sai số trong quá trình chuẩn độ. KMnO4 không phải là chất gốc vì nó không tinh khiết, thường chứa tạp chất là sản phẩm khử MnO2. Ngoài ra KMnO4 là chất oxi hoá mạnh dễ bị khử bởi các chất hữu cơ có lẫn trong nước, trong bụi không khí, nó cũng dễ bị phân huỷ bởi ánh sáng. Vì vậy, sau khi pha chế dung dịch KMnO4 phải lọc hết các vết MnO2 có trong dung dịch. Khi bảo quản phải tránh để dung dịch tiếp xúc với ánh sáng mặt trời (vì khi ấy ion MnO4- bị phân hủy nhanh hơn) (thường đựng dung dịch trong lọ có màu nâu) và tránh tiếp xúc với bụi bặm hoặc các chất hữu cơ. Dung dịch trước khi dùng phải xác định lại nồng độ bằng dung

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

điểm cuối của quá trình chuẩn độ ta phải dùng chỉ thị oxi hoá khử. Chất chỉ thi hay dùng trong phương pháp dicromat là diphenylamin (E0= 0,76V), muối natri (hay bari) diphenylaminfunfonat (E0=0.84V), chỉ thị này dễ tan trong nước hơn diphenylamine và sự

I2 được dùng để xác định nhiều chất khử (như SO32-, H2S, Sn2+…) bằng phương pháp chuẩn độ ngược. Thêm 1 lượng dư xác định dung dịch I2 đã biết nồng độ vào dung dịch chất

10 00

khử, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, chuẩn độ lượng I2 dư bằng dung dịch chuẩn Na2S2O3.

 SO42- + 2I- + 2H+ + I2 (dư) SO32- + I2 + H2O 

ÀN

ÁN

-L

Í-

 2NaI + Na2S4O6 I2 (dư) + Na2S2O3  Từ lượng Na2S2O3 tiêu tốn suy ra lượng I2 dư, biết lượng I2 ban đầu và lượng I2 dư ta suy ra lượng I2 đã tác dụng với chất khử và từ đó tính ra lượng chất khử. Xác định chất oxi hoá Phương pháp này có thể xác định các chất oxi hoá như Fe3+, Cr2O72-, Cl2, Br2, KMnO4, KClO3… Dựa trên nguyên tắc: dùng lượng chính xác chất oxi hóa cho tác dụng với KI (dư), chuẩn lượng I2 thoát ra bằng Na2S2O3 với chỉ thị hồ tinh bột. Ví dụ:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

H Ư

Chỉ thị trong phương pháp này là hồ tinh bột, hồ tinh bột không phải là chất chỉ thị oxi hoá khử mà nó có tính chất hấp phụ I2, có màu xanh đậm. Xác định chất khử

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

ẠO

⃗⃗⃗

IỄ N D

U Y

Dựa vào thế oxi hoá khử, ta thấy I2 là chất oxi hoá yếu hơn KMnO4 và K2Cr2O7 nhưng I- lại là chất khử mạnh. Vì vậy có thể dùng phương pháp iot để xác định cả chất khử và chất oxi hoá. Trong phương pháp này người ta thường dùng phản ứng của thiosunfat (S2O32-) với iot, nên phương pháp này được gọi là phương pháp iot-thiosunfat.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

⃗⃗⃗

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

đổi màu rõ rệt hơn (từ không màu sang màu tím). Cũng có thể dùng axit phenylantranilic (E0=1,08 V), dạng oxi hoá có màu tím, còn dạng khử không màu. 4.2.3.3. Phương pháp iot-thiosunfat Phương pháp này dựa trên phản ứng oxi hoá cử I2 và phản ứng khử của I-

 3I2 + 2Cr3+ + 7H2O Cr2O72- + 6I- + 14H+   2NaI + Na2S4O6 I2 + 2Na2S2O3 

Biết lượng Na2S2O3 tiêu tốn, suy ra lượng I2 đã phản ứng, từ đó tính ra nồng độ chất oxi hóa đã tác dụng. -

Chuẩn độ các axit

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Phương pháp iot-thiosunfat còn được dùng để chuẩn độ các axit. Dùng hỗn hợp IO3và I- để chuẩn độ axit theo phương trình phản ứng sau: IO3- + 5I- + 6H+   3I2 + 3H2O

Chuẩn độ lượng I2 thoát ra bằng Na2S2O3 ta suy ra lượng H+.

Một số lưu ý trong phương pháp iot-thiosunfat

Na2S2O3 không phải là chất gốc, nồng độ của nó có thể thay đổi khi bảo quản do do tác dụng của CO2, O2 trong không khí, các vi khuẩn trong nước,...Vì vậy phải thêm dung dịch HgI2 (10mg/L) vào dung dịch để làm chất sát trùng và cần chuẩn hoá dung dịch Na2S2O3 bằng K2Cr2O7 trước khi dùng. - Vì iot là chất dễ bay hơi và khả năng hấp phụ của hồ tinh bột đối với iot giảm khi nhiệt độ tăng. Vì vậy, phép chuẩn độ iot-thiosunfat không được tiến hành khi đun nóng. - Vì iot ít tan trong nước, nhưng tan nhiều trong dung dịch có dư I , vì vậy cần tăng nồng độ I- làm cho độ tan I2 trong nước tăng bằng cách cho dư I-: I- + I2 ⃗⃗⃗ I3- (tan nhiều)

10 00

IO tạo thành có tính oxi hóa mạnh hơn iot, tác dụng được với dung dịch chuẩn của chất khử Na2S2O3, ảnh hưởng đến độ chính xác của phép chuẩn độ:

 4I- + 2SO42- + H2O S2O32- + 4IO- + 2OH-  Phương pháp iot không tiến hành trong môi trường axit mạnh vì làm tăng phản ứng oxi hóa – khử giữa I- và O2 không khí:

 2I2 + 2H2O 4I- + O2 + 4H+ 

-L

Í-

Như vậy, phương pháp iot-thiosunfat phải được tiến hành trong môi trường axit yếu, trung bình hoặc kiềm yếu.

IỄ N

ÀN

ÁN

Đối với trường hợp định phân I2 thoát ra trong dung dịch xác định, không nên chuẩn độ ngay sau khi trộn thuốc thử mà phải để vài phút. Chỉ thị hồ tinh bột trong trường hợp này cho vào dung dịch chỉ khi phản ứng đã gần đến điểm tương đương (dung dịch màu vàng rơm) để xác định chính xác điểm tương đương, vì thêm hồ tinh bột ngay từ đầu thì sự đổi màu không nhạy. - Phản ứng giữa I với các chất oxi hoá và phản ứng giữa I2 với chất khử thường xảy ra chậm, do đó sau khi thêm I- hay I2 vào phải để yên dung dịch trong bóng tối 5-10 phút để phản ứng xảy ra hoàn toàn mới tiến hành chuẩn độ. -

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

H Ư

TR ẦN

 NaI + NaIO + H2O I2 + 2NaOH  -

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Phải che kín dung dịch KI khỏi ánh sáng vì ánh sang làm tăng phản ứng oxi hoá Ithành I2 bởi oxi trong không khí. - Phương pháp iot không tiến hành trong môi trường kiềm mạnh, vì: -

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

4.2.3.3. Phương pháp bromate-bromua Phương pháp này dựa trên phản ứng oxi hoá khử, dùng chất oxi hoá là BrO3⃗⃗⃗ 49

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

IỄ N

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

Câu hỏi và bài tập chương 4 1- Trình bày cơ sở và đặc điểm của phương pháp oxi hoá khử. 2- Trong phương pháp oxi hoá khử, thế của các cặp oxi hoá khử phụ thuộc vào những yếu tố nào? 3- Chỉ thị dùng trong phương pháp oxi hoá khử được gọi là gì? Sự chuyển màu của chỉ thị xảy ra như thế nào? 4- Giải thích tại sao môi trường chuẩn độ trong phương pháp pemanganat là H2SO4. 5- So sánh hai phương pháp pemanganat và dicromat. 6- Trình bày các đặc điểm của phương pháp iot. 7- Giải thích tại sao trong phương pháp chuẩn độ iot-thiosunfat chỉ thị hồ tinh bột cho vào khi dung dịch có màu vàng rơm? Hồ tinh bột có phải là chỉ thị oxi hoá khử không? 8- Cân bằng các phương trình phản ứng sau:

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

TR ẦN

H Ư

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Các chất màu hữu cơ dùng làm chỉ thị trong phương pháp này không phải là chỉ thị oxy hoá khử, quá trình Br2 oxi hoá chúng là quá trình bất thuận nghịch. Do đó trong quá trình chuẩn độ không được để thuốc thử dư từng vùng trong quá trình chuẩn độ, phải chuẩn độ từ từ và lắc đều. Mặt khác, do tính chất bất thuận nghịch của phản ứng oxi hoá chất chỉ thị bởi Br2, khi chuẩn độ màu có thể mất trước điểm tương đương vì thế trước khi kết thúc chuẩn độ cần thêm vài giọt chất chỉ thị nữa. Phương pháp bromate-bromua được dùng để chuẩn độ trực tiếp một số chất khử như: 3+ As , Sb3+…Ngoài ra phương pháp này còn cho phép xác định một số chất hữu cơ có khả năng bị brom hoá, khi đó ta tiến hành chuẩn độ chất hữu cơ bằng dung dịch chuẩn KBrO3 khi có một lượng dư KBr trong môi trường axit.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Phản ứng có sự tham gia của H+ nên phải tiến hành chuẩn độ trong môi trường axit. BrO3- là chất oxi hoá mạnh nhưng tốc độ phản ứng oxi hoá bằng BrO3- xảy ra chậm. Để tăng tốc độ phản ứng cần tiến hành phản ứng trong dung dịch nóng. Để nhận biết điểm cuối của quá trình chuẩn độ, thường dùng các chất màu hữu cơ như methyl da cam, methyl đỏ. Sau điểm tương đương BrO3- dư sẽ phản ứng với Br- sinh ra Br2 nó sẽ oxi hoá chất màu hữu cơ nên sẽ mất màu.

9- Hoàn thành và cân bằng các phương trình phản ứng sau:

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

10- Chuẩn độ 20mL dung dịch H2C2O4 hết 22mL dung dịch NaOH 0,045M. Chuẩn độ 25mL dung dịch H2C2O4 trên hết 25mL KMnO4 (trong H2SO4 2N). Tính nồng độ mol/L của KMnO4. , [Mn2+] = 0,5N, [MnO4-]= 0,15N, pH=2. Tính

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

ẠO

15- Hoà tan 1g mẫu đá vôi trong axit, làm kết tủa hết ion Ca2+ dưới dạng CaC2O4. Chế hoá kết tủa CaC2O4 với 35mL KMnO4 0,0366M trong H2SO4 1M. Lượng dư KMnO4 phản ứng hết với 9,57mL FeSO4 0,1M. Tính % Ca trong mẫu đá vôi. 16- Một dung dịch FeSO4 (dung dịch A) để lâu trong không khí bị oxi hoá một phần thành Fe2(SO4)3. Chuẩn độ 25mL dung dịch A tron H2SO4 2N hết 50mL dung dịch K2Cr2O7 0,01M. Nếu lấy 25mL dung dịch A, thêm H2SO4, khử Fe3+ thành Fe2+ rồi chuẩn độ bằng KMnO4 hết 40mL KMnO4 0,016M. Tính nồng độ FeSO4 và Fe2(SO4)3 trong dung dịch A. 17- Định phân dung dịch Fe2+ thu được từ 0,2 g quặng sắt bằng dung dịch chuẩn K2Cr2O7 0,02M. Lượng K2Cr2O7 tiêu tốn cho định phân là 20,5mL. Viết các phản ứng và tính % Fe trong mẫu quặng. 18- Hoà tan 0,24g KMnO4 và K2Cr2O7 trong dung dịch KI khi có H2SO4 2N. Chuẩn độ iot giải phóng ra hết 60mL Na2S2O3 0,1M. Tính % Cr và Mn có trong hỗn hợp. 19- Oxi hoá dung dịch FeSO4 bằng dung dịch KMnO4 trong môi trường H2SO4 (phản ứng tạo thành Mn2+). Tính số mol, số đương lượng gam và số gam KMnO4 cần để oxi hoá: a) 1 mol; b) 1 đương lượng gam; c) 1g FeSO4

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

14- Viết phương trình phản ứng xảy ra và tính hằng số cân bằng của phản ứng biết

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

13- Viết phương trình phản ứng xảy ra biết

U Y

12- Viết phương trình phản ứng xảy ra biết

11- Cho

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Chương 5: Cân bằng tạo phức chất-Phương pháp chuẩn độ tạo phức

ÁN

-L

Í-

10 00

Về thành phần cấu tạo, một phân tử phức chất gồm 2 phần: nội cầu và ngoại cầu. Nội cầu là ion phức, gồm có ion trung tâm và phối tử. Ví dụ: Nội cầu Ngoại cầu [Ag(NH3)2]+ClIon trung tâm phối tử * Chú ý: Cần phân biệt những hợp chất có thành phần phức tạp với phức chất. Chẳng hạn: (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O, (NH4)2Ce(SO4)3, KAl(SO4)2.12H2O ... có thành phần phức tạp nhưng không phải là phức chất vì trong dung dịch nước chúng không tồn tại mà phân li hoàn toàn. KAl(SO4)2.12H2O ⃗⃗⃗ K

(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O ⃗⃗⃗ 2-

−

, ClO4 , MnO4 ... có thành phần phức tạp, song trong

ÀN

Những ion SO4 , NO3 , Cr

O −

IỄ N

dung dịch độ phân li của chúng quá bé nên chúng được coi là những ion đơn giản chứ không

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

[Ag(NH3)2]+ ⃗⃗⃗ Ag+ + 2NH3

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

TR ẦN

H Ư

ẠO

5.1. Cân bằng tạo phức chất 5.1.1 Khái niệm phức chất Thông thường các phức chất được tạo thành từ các ion kim loại (gọi là ion trung tâm) kết hợp với phân tử hoặc ion khác (gọi là phối tử). Chúng có khả năng tồn tại trong dung dịch, đồng thời có khả năng phân li thành các cấu tử tạo thành phức. Ví dụ: ion phức Ag(NH3)2+ được tạo thành bởi cation Ag+ và các phân tử NH3.Trong dung dịch có cân bằng phân li như sau:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

- Biết các cách chuẩn độ: chuẩn độ trực tiếp,chuẩn độ gián tiếp,chuẩn độ ngược, chuẩn độ thay thế.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

*Mục tiêu: - Biết các khái niệm về phức chất, hằng số bền và hằng số không bền.Thuốc thử hữu cơ. - Biết phương pháp chuẩn độ tạo phức chất - phương pháp chuẩn độ complexon. Chỉ thị trong phương pháp complexon.

phải là những ion phức. 5.1.2. Độ bền của phức chất a- Hằng số không bền và hằng số bền Trong dung dịch, phức chất có cân bằng thuận nghịch: phân li và tạo thành phức chất: MLm ⃗⃗⃗ M + mL Hằng số cân bằng đối với quá trình phân li phức thì gọi là hằng số không bền (K) của phức:

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Hằng số cân bằng đối với quá trình tạo thành phức thì gọi là hằng số bền (β) của phức:

Ví dụ, trong cân bằng sau:

[

]

[Zn(NH3)3]2+ + NH3 ⃗⃗⃗ [Zn(NH3)4]2+ ]

[

ÀN

ÁN

-L

Í-

[Zn(NH3)2]2+ + NH3 ⃗⃗⃗ [Zn(NH3)3]2+

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

10 00

[Zn(NH3)]2+ + NH3 ⃗⃗⃗ [Zn(NH3)2]2+

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Zn2+ + NH3 ⃗⃗⃗ [Zn(NH3)]2+

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

.Q ẠO

TR ẦN

H Ư

Hằng số không bền càng nhỏ thì hằng số bền càng lớn tức là phức càng bền hay phức phân li càng ít.Trong hai phức trên thì phức [Cu(NH3)4]2+ bền hơn phức [Cd(NH3)4]2+. Cũng giống như các đa axit, đa bazơ, đối với phức có nhiều phối tử thì quá trình hình thành hay phân li của phức cũng xảy ra từng nấc. Ví dụ: phức [Zn(NH3)4]2+ xảy ra 4 cân bằng sau:

IỄ N D

[Cu(NH3)4]2+ ⃗⃗⃗ Cu2+ + 4NH3

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

[Cd(NH3)4]2+ ⃗⃗⃗ Cd2+ + 4NH3

Để tiện cho việc tính toán, thường dùng hằng số bền tổng cộng của nhiều cân bằng trên. Thí dụ, cộng hai cân bằng đầu trong bốn cân bằng trên ta được cân bằng: Zn2+ + 2NH3 ⃗⃗⃗ [Zn(NH3)2]2+ Hằng số cân bằng bền sẽ là:

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Tương tự ta có: Dựa vào hằng số bền và nồng độ ban đầu ta có thể tính nồng độ cân bằng của ion hoặc phân tử do phức chất phân li ra để tìm cách tăng hay giảm các nồng độ đến mức cần thiết cho

Co3+ + 3OH− ⃗⃗⃗ Co(OH)3 ↓ ( II )

ÁN

Ví dụ:

-L

Í-

Do cân bằng (II) chuyển dịch từ trái sang phải kéo theo cân bằng (I) chuyển dịch từ trái sang phải. + Mặt khác các phối tử (là phân tử hay anion), có thể là những bazơ có khả năng nhận H+ để tạo thành axit liên hợp. Bởi vậy trong môi trường axit, phức chất có thể bị phân hủy. [Ag(NH3)2]+ → Ag+ + 2NH3 ( III )

IỄ N

ÀN

2NH3 + 2H+ ⃗⃗⃗ 2NH4+ ( IV ) Do cân bằng (IV) chuyển dịch từ trái sang phải kéo theo chuyển dịch cân bằng (III) từ trái sang phải. Qua sự khảo sát trên rõ ràng mỗi phức chất chỉ tồn tại và bền trong dung dịch ở một khoảng giá trị pH nhấ tđịnh. Phân huỷ bằng phản ứng tạo kết tủa Trong trường hợp một chất khác có khả năng kết hợpvới ion trung tâm hay với các phối tử tạo thành một chất ít tan, thì khi ta cho một lượng đủ lớn chất này vào dung dịch phức thì phức chất có thể bị phân hủy hoàn toàn.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

10 00

Ví dụ: Na3[Co(NO2)6] → 3Na+ + [Co(NO2)6]3− [Co(NO2)6]3− ⃗⃗⃗ 6NO2- + Co3+ ( I )

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

ẠO

H Ư

TR ẦN

các bazơ liên hợp tương ứng yếu ít tan, bởi vậy ở môi trường pH cao (môi trường kiềm) phức chất có thể bị phân hủy.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

(∗)

Muốn phức chất bền nghĩa là ít phân li thì phải chuyển dịch cân bằng (*) từ phải sang trái có thể bằng cách cho thêm NH3, hay nói cách khác phức chất trên bền trong môi trường NH3. Ngược lại nếu ta giảm nồng độ của cấu tử tạo ra phức chất như NH3, Ag+ của phức chất [Ag(NH3)2]+ thì phức chất sẽ kém bền và có thể bị thủy phân hoàn toàn. Ta nghiên cứu một số yếu tố trong một số trường hợp làm cho phức chất bị phân hủy. Phân huỷ bởi axit hay bazơ Có 2 trường hợp cần xét: + Ion trung tâm thường là những nguyên tố kim loại nặng, theo thuyết Bronsted chính là những axit có khả năng nhường H+, nghĩa là có thể kết hợp với OH− của nước để tạo thành

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Vídụ: [Ag(NH3)2]+ ⃗⃗⃗ Ag+ + 2NH3

U Y

việc phân tích. b-Sự phân huỷ phức chất Phức chất là những chất điện li yếu, trong dung dịch nó phân li một phần thành nhân trung tâm (ion kim loại) và các phối tử (phân tử trung hoà hay ion mang điện tích).

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Ví dụ: Phức chất [Ag(NH3)2]+ sẽ bị phân hủy nếu cho một lượng KI đủ lớn vì: KI → K+ + I− [Ag(NH3)2]+ ⃗⃗⃗ Ag+ + 2NH3 ( I )

10 00

sẽ bị phân hủy hoàn toàn do tạo ra phức chất mới [Cu(CN)4]3− bền hơn. 2[Cu(NH3)4]2+ + 10CN−→ 2[Cu(CN)4]3− + (CN)2 + 8NH3 Kkb([Cu(NH3)4]2+) = 4,6.10−14 Kkb([Cu(CN)4]3−) = 5.10−28

5.1.3. Tính nồng độ cân bằng của các cấu tử trong dung dịch phức chất Ví dụ 1: Tính nồng độ cân bằng của các cấu tử trong dung dịch phức [Ag(CN)2]− có nồng độ 0,1mol/L.Cho biết hằng số bền tổng cộng của phức là β[Ag(CN)2]− = 1021. Trong dung dịch có cân bằng tổng cộng sau:

Nồng độ cân bằng

0,1 − x

ÁN

-L

Í-

Nồng độ ban đầu

[Ag(CN)2]− ⃗⃗⃗ Ag+ + 2CN− 0,1 − −

IỄ N

ÀN

Để giải bài toán đơn giản, ta thấy phức có hằng số bền lớn nên phân li rất ít vì vậy có thể giả thiết số ion phân li không đáng kể, tức là 0,1>>x do đó 0,1–x ≈ 0,1 Vậy ta có:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

H Ư

ẠO

Ag+ + SCN- → AgSCN ↓ ( IV ) Vì Ag+ kết hợp với SCN- để tạo thành AgSCN ít tan làm cho cân bằng (IV) chuyển sang phải kéo theo cân bằng (III) chuyển dịch từ trái sang phải. Phân huỷ bằng cách chuyển về phức bền hơn Nếu cho một chất với một lượng đủ lớn mà chất này có thể kết hợp với ion trung tâm hay với các phối tử để tạo thành một phức chất khác bền hơn thì phức chất trước có thể bị phân hủy. Ví dụ: nếu cho một lượng đủ lớn KCN vào dung dịch [Cu(NH3)4]2+ thì phức [Cu(NH3)4]2+

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

[Fe(SCN)6]3− ⃗⃗⃗ Fe3+ + 6SCN− ( III )

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

Ag+ + I−→ AgI ↓ ( II ) Vì I− kết hợp với Ag+ tạo thành AgI ↓ ít tan làm cân bằng (II) chuyển dịch sang phải kéo theo cân bằng (I) chuyển dịch từ trái sang phải. Phức chất [Fe(SCN)6]3− sẽ bị phân hủy nếu cho một lượng AgNO3 đủ lớn: AgNO3 → Ag+ + NO3−

√

Rõ ràng giả thiết của ta hoàn toàn đúng, kết quả tính toán trên chấp nhận được, vậy: [Ag+] = 3.10−8 mol/L; [CN−] = 6.10−8 mol/L;

mol/L

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Ví dụ 2:Tính nồng độ ban đầu của đinatrihidrophotphat (Na2HPO4) trong dung dịch có ion Fe3+ để giảm nồng độ ion Fe3+ trong dung dịch từ 0,1mol/l xuống còn 10−6 mol/l. Cho biết hằng số không bền K([FeHPO4]+) = 4,4.10−10. Khi thêm Na2HPO4 vào dung dịch Fe3+ thì sẽ có phản ứng tạo phức sau:

10 00

Gọi nồng độ cân bằng của các ion Cu2+ và Cd2+ trong dung dịch lần lượt là x và y. Trong dung dịch có các cân bằng sau: KCN → K+ + CN− [Cu(CN)4]3- ⃗⃗⃗ Cu+ + 4CN− 0,05 0,05 - x

0,1 0,1 + 4x + 4y

ÁN

-L

Í-

Nồng độ ban đầu Nồng độ cân bằng

IỄ N

ÀN

Vì các phức [Cu(CN)4]3- và [Cd(CN)4]2- khá bền nên ta có thể giả thiết chúng phân li không đáng kể tức là 0,05 >> x và 0,05 >> y và ta cũng có 0,1 >> 4x + 4y, nên ta đơn giản được như sau:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TR ẦN

H Ư

Giải phương trình ta tính được x = CNa2HPO4 = 0,1 + 4,4.10−5 ≈ 0,1 M Ví dụ 3: Tính nồng độ cân bằng của các ion Cu2+ và Cd2+ trong dung dịch hỗn hợp gồm K3[Cu(CN)4] 0,05M và K2[Cd(CN)4] 0,05M và KCN 0,1M; cho biết hằng số không bền của [Cu(CN)4]3− và [Cd(CN)4]2− lần lượt bằng 5.10−28 và 1,4.10-17

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

Vì 10−1 >> 10−6 nên 10−1–10−6 ≈ 10−1

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

phải tìm

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Trong đó x là nồng độ ban đầu của HPO

x x − (0,1 − 10−6) 0,1 − 10−6

0,1 10−6

U Y

Nồng độ ban đầu Nồng độ cân bằng

⃗⃗⃗ [FeHPO4]+

Fe3+ + HPO

Kết quả tính toán được cho thấy giả thiết của ta hoàn toàn đúng, vậy: [Cu+] = x = 2,5.10−25 mol/l [Cd2+] = y = 7.10−15 mol/l *Chú ý: 56

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

- Trong nhiều trường hợp, phối tử có thể tham gia các phản ứng phụ với các thành phần trong dung dịch, khi đó ta có Kkb, β là hằng số không bền và hằng số bền điều kiện (biểu kiến).

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

b-Các phản ứng tạo thành sản phẩm oxy hóa – khử Để tìm một số ion kim loại, đôi khi người ta dùng một số thuốc thử hữu cơ có khả năng tham gia phản ứng oxi hóa – khử với các ion đó để tạo nên các sản phẩm có màu đặc trưng. Chẳng hạn để nhận ra ion Fe3+ có thể dùng phản ứng với benzidin là một bazơ hữu cơ, nó có thể bị ion Fe3+ oxy hóa để tạo thành điphenylbenzidin tím. c- Phản ứng tạo phức Đây là loại phản ứng có nhiều ứng dụng quan trọng nhất. Có thể chia các phản ứng tạo phức giữa thuốc thử hữu cơ và ion kim loại thành 2 loại: - Phản ứng tạo phức thường. - Phản ứng tạo thành nội phức: Đây là nhóm thuốc thử hữu cơ lớn nhất và quan trọng nhất. Ví dụ: Phản ứng Sugaep tìm Ni2+bằng đimetylglyoxim tạo muối nội phức đimetylglyoximat Ni:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

10 00

C5H5N + H2O → C5H5NH+ + OH− Do đó khi tác dụng với một số kim loại thì cho kết tủa hydroxyt. Các anion của một số axit hữu cơ như oxalat C2O42-, tatrat tạo được muối ít tan với một số ion kim loại. Vídụ: C2O42-, cho kết tủa CaC2O4: Ca2+ + C2O42- ⃗⃗⃗ CaC2O4

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

H Ư

5.2.1. Các phản ứng của thuốc thử hữu cơ a- Phản ứng tạo các hydroxyt hoặc các muối khó tan Ví dụ: các bazơ hữu cơ như piridin C5H5N, α-picolin C6H7N trong nước có phản ứng bazơ:

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

5.2. Thuốc thử hữu cơ Thuốc thử hữu cơ đầu tiên được tìm ra do Ilinsky vào năm 1884 là chất nitrozonaphtol để xác định Co2+, nó tác dụng với Co2+ cho ta muối nội phức có màu đỏ nâu đặc trưng. Sau đó vào năm 1905 Sugaep tìm ra đimetylglioxim làm thuốc thử để phát hiện Ni2+ mà ngày nay còn ứng dụng để xác định định tính và định lượng Niken. Do sự phát triển của lý thuyết hóa học hữu cơ, ngày nay người ta đã hiểu cơ chế nhiều phản ứng có sự tham gia của chất hữu cơ và đã dần dần tổng hợp được nhiều thuốc thử có nhiều đặc tính quý báu, áp dụng có hiệu quả vào hóa học phân tích. Việc sử dụng thuốc thử hữu cơ đã trở thành phổ biến và không thể thiếu đối với ngành hóa học phân tích hiện đại. Đa số các thuốc thử hữu cơ dùng trong hóa học phân tích là những chất điện li yếu và do đó phản ứng giữa chúng với các ion kim loại cũng là các phản ứng thuộc loại ion.

5.2.2 Đặc tính của thuốc thử hữu cơ Khi chọn thuốc thử hữu cơ dùng vào mục đích phân tích, người ta chú ý đến các đặc tính sau:

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Tính riêng biệt của thuốc thử Có nhiều thuốc thử hữu cơ khi tác dụng với ion vô cơ trong điều kiện như nhau đều cho phản ứng gần như nhau. Chẳng hạn, 8-oxy quinolin, pridin, loại như vậy gọi là thuốc thử -

IỄ N

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

để điều chỉnh pH, làm chất che. Các chất thường dùng là piridin C5H5N, pycolin C6H7N. Các chất này có tính bazơ yếu hơn amoniac nhiều. Cũng như amoniac, chúng tạo được phức bền với nhiều kimloại,ví dụ như Ag+, Cd2+, Ni2+, Co2+... - Axit etylendiamintetraaxetic (EDTA thường được gọi là complexon II) là một axit 4 chức. Thuốc thử này có khả năng tạo phức bền với hầu hết các ion kim loại theo tỉ lệ 1:1. - Ditizon : tạo phức với một số ion kim loại như: Pb2+, Cu2+, Zn2+,... - Dimetylglyoxim chứa 2 nhóm oxim:là axit yếu, tạo kết tủa đỏ khó tan với ion Ni2+, Pb2+, tạo phức màu đỏ tan trong nước với ion Fe2+. - Oxim (8-oxyquinolin) C9H6OH: Oxim (8-oxyquinolin) C9H6OH có tính lưỡng tính, tạo được hợp chất nội phức khó tan với nhiều ion kim loại. Bằng cách điều chỉnh môi trường pH thích hợp, dùng chất tạo phức phụ có thể dùng oxim để tách được nhiều kimloại khác nhau. - Thuốc thử tạo thành “sơn” màu: Một số thuốc thử hữu cơ bị hấp phụ vào bề mặt các hydroxyl kim loại ít tan và thay đổi màu. Bản chất của sự hấp phụ này là sự tạo phức càng cua giữa thuốc thử và ion kim loại nằm trong hydroxyl. Ví dụ: Alizarin đỏ S tạo với nhôm “sơn” màu đỏ do hình thành hợp chất nội phức. - Rodamin B tạo phức SbCl6−HR+ màu tím với Sb (V) chiết được bởi benzen. - Nes-Cupferon tạo phức ít tan với Cu2+ và Fe3+ .

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

5.2.3 Một vài loại thuốc thử hữu cơ thường gặp trong hóa phân tích Các thuốc thử hữu cơ là dẫn xuất của amoni có tính chất gần như ammoniac được dùng

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

H Ư

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

không có tính riêng biệt. Trái lại có một số thuốc thử có tính riêng biệt cao, nó có khả năng cho phản ứng đặc trưng với một hay một số nguyên tố khi có mặt các nguyên tố khác. Ví dụ, tinh bột để phát hiện iot (cho màu xanh đặc trưng). Tuy nhiên loại thuốc thử có tính riêng biệt cao này khá hiếm. Người ta có thể chọn điều kiện thích hợp để sử dụng thuốc thử hữu cơ có tính riêng biệt thấp hơn nhằm xác định một số chất khi có mặt một số chất khác.Cách làm như vậy gọi là sử dụng tính chọn lọc của thuốc thử hữu cơ. Độ nhạy Độ nhạy của thuốc thử hữu cơ thể hiện hiệu quả phân tích của thuốc thử, trong điều kiện tiến hành phản ứng thuốc thử hữu cơ thường có độ nhạy cao hơn hẳn so với các thuốc thử khác. Vì vậy mặc dù một thuốc thử có độ chọn lọc kém nhưng độ nhạy cao cũng được sử dụng tốt cho mục đích phân tích.Người ta thường dùng khái niệm nồng độ

5.3. Phương pháp chuẩn độ tạo phức chất. Phương pháp chuẩn độ complexon Phương pháp chuẩn độ tạo phức chất là phương pháp phân tích thể tích dựa trên phản ứng chuẩn độ là phản ứng tạo phức chất.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

−

K4 = 10

Cl + HgCl3 ⃗⃗⃗ HgCl

K3 = 7

H Ư

Hai phản ứng sau không có giá trị định lượng vì yếu mà thực tế chỉ dựa vào 2 phản ứng đầu mà thôi.

TR ẦN

5.3.2 Phương pháp xyanua Dựa vào sự chuẩn độ dung dịch xyanua bằng dung dịch AgNO3 tạo phức chất [Ag(CN)2]− :

AgNO3 + 2CN− ⃗⃗⃗ [Ag(CN)2]−

10 00

Dư 1 giọt dung dịch chuẩn AgNO3, tạo kết tủa trắng AgNO3 + [Ag(CN)2]− ⃗⃗⃗ Ag[Ag(CN)

ÁN

-L

Í-

Như vậy ta sẽ kết thúc chuẩn độ khi bắt đầu thấy dung dịch vẩn đục kết tủa Ag[Ag(CN)2]. Có thể dựa vào phương pháp này để chuẩn độ gián tiếp một số ion kim loại, đặc biệt là Ni2+, Co2+, Cu2+ và Zn2+ vì chúng có thể tạo đượcvới CN− những phức chất bền hơn [Ag(CN)2]− và phản ứng xảy ra theo một quan hệ tỉ lượng xác định. Ví dụ, nếu cho dư CN− vào dung dịch Ni2+ trong ammoniac thì toàn bộ Ni2+ sẽ ở dạng phức chất [Ni(CN)4]2− bền hơn [Ag(CN)2]− do đó có thể chuẩn độ lượng thừa CN− bằng phương pháp trên.

ÀN

5.3.3 Phương pháp complexon Dựa vào phản ứng tạo muối nội phức gọi là complexonat xảy ra giữa complexon và hầu hết các ion kim loại. Phương pháp này có phạm vi ứng dụng rộng rãi, có độ nhạy và độ chính xác rất cao.Hiện naynó là phương pháp phổ biến nhất. a. Cấu tạo của các loại complexon Complexon thường là dẫn xuất của axit amino polycacboxylic, có 3 complexon quan trọng nhất thường dùng nhất là: - ComplexonI: (NTA) nitrile triaxit axetic,kí hiệu H3Y,còn gọi là trilon A, có M=191,1. - Complexon II: (EDTA) etylđiamintetraaxetic, kí hiệu là H4Y có M = 292,1 ít tan trong nước.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

−

Cl− + HgCl2 ⃗⃗⃗ HgCl3−

IỄ N D

K2 = 3,0.106

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

Cl− + HgCl+ ⃗⃗⃗ HgCl2

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

5.3.1 Phương pháp thủy ngân Dựa vào phản ứng tạo phức chất giữa Hg2+ với các anion halogenua, CN-, CNS-... với chỉ thị điphenylcacbazit hay điphenylcacbazon trong môi tường pH thích hợp. Cl− + Hg2+ ⃗⃗⃗ HgCl+ K1 = 5,5.106

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Phản ứng tạo phức phải thỏa mãn các yêu cầu của phản ứng phân tích thể tích: - Phản ứng phải nhanh và hoàn toàn. - Phản ứng phải xảy ra theo đúng tỉ lượng nhất định. - Phải có khả năng xác định được điểm tương đương. Nói chung các phương pháp chuẩn độ tạo phức là hạn chế, cho đến khi người ta tìm ra các hợp chất complexon,là các hợp chất hữu cơ có khả năng tạo muối nội phức với hầu hết các ion kimloại.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

H4Y ⃗⃗⃗ H3Y- +H+ pK1=2,07 H3Y- ⃗⃗⃗ H2Y2- +H+ pK2=2,65 H2Y2- ⃗⃗⃗ HY3-+H+ pK3= 6,75

Mg2+ + H2Y2− ⃗⃗⃗ MgY2− + 2H+

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

Fe3+ + H2Y2− ⃗⃗⃗ FeY− + 2H+ Từ các phản ứng trên ta thấy nổi bật lên 2 đặc điểm: - Phản ứng theo tỉ lệ 1:1 tức là 1 ion kim loại (bất kì hóa trị mấy) kết hợp với 1 ion complexon để tạo thành 1 ion complexonat nhất định, điều này rất đặc biệt khác với phần lớn các phản ứng tạo phức chất khác. Từ tỉ lệ 1:1 cho phép ta xác định lượng ion kim loại một cách chính xác. - Trong các phản ứng trên, ta thấy luôn giải phóng ra ion H+ nên sẽ làm môi trường thành axit mạnh, ảnh hưởng đến độ bền của complexonat được tạo ra. Do đó ta phải duy trì phản ứng trong môi trường dung dịch đệm. Tính chất quý giá nhất của complexon là khả năng tạo complexonat ngay cả với ion kim loại kiềm thổ: Mg, Ca, Ba,... Các kim loại này như ta đã biết rất khó hoặc không chuyển thành hợp chất phức bằng các phản ứng khác được. Phần lớn các complexonat kim loại thường rất bền, tức là hằng số tạo thành khá lớn.Thường độ bền của complexonat tang theo điện tích của ion kim loại: Me+ < Me2+ < Me3+ < Me4+ thể hiện ở chỗ complexonat Me4+ có thể tồn tại ở pH = 1, Me3+ ở pH = 1 ÷ 2, Me2+ chỉ tồn tại trong môi trường kiềm. Nói chung

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

10 00

b. Sự tạo thành các complexonat Ví dụ, phản ứng giữa complexon III với ion kim loại Men+ Men+ + H2Y2− ⃗⃗⃗ MeYn−4 + 2H+

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

Na2H2Y + Ca2+ ⃗⃗⃗ Na2CaY + 2H +

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

H Ư

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

HY3- ⃗⃗⃗ Y4-+ H+ pK4=10,87 - Complexon III: Trilon B (EDTA), muối đinatri củacomplexon II, kí hiệu Na2H2Y,có M =336,2. Trong phân tử của các complexon đều có: Nhiều nhóm –COOH: Có tính axit nên các complexon là các đa axit. Các hằng số axit Ka của chúng ở nấc đầu thường lớn và gần nhau nên dung dịch của chúng có tính axit mạnh. Còn các Ka ở các nấc sau nhỏ nên trong dung dịch thường có pH cao mới tồn tại được các ion cuối.Ví dụ, EDTA có K1 = 10−2, K2 = 10−2,76, K3 = 10−6,16, K4 = 10−10,26, ở pH = 2,2 tồn tại dạng H3Y− ;ở pH = 4,3 tồntạidạng H2Y 2− ;ở pH = 8,3 tồntại HY3− ; pH = 12,4 tồntại Y4−. - Nguyên tử O trong nhóm COOH có khả năng tạo liên kết cộng hóa trị với ion kim loại: nguyên tử N trong nhóm amin có khả năng tạo liên kết phối trí đối với ion kim loại. Do đó complexon có khả năng tạo muối nội phức với hầu hết các ion kim loại. Vídụ: với Ca2+ →complexonat Ca

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

các complexonat thường bền trong môi trường có pH cao và xác định, nhưng với pH cao quá thì complexonat bị phân hủy tạo thành hydroxyl ít tan: Men+ + nOH− ⃗⃗⃗ Me(OH)n

màu A

màu B

IỄ N

ÀN

(dung dịch có màu B ) + Khi định phân thì Me2+ ở trạng thái tự do vì lượng chất chỉ thị cho vào rất nhỏ. Me2+ (tự do) + H2Y2− ⃗⃗⃗ MeY2− + 2H+

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ÁN

-L

Í-

10 00

Các chất chỉ thị kim loại phải đạt được các yêu cầu sau: - Phải đủ nhạy và khá chọn lọc, nồng độ của chất chỉ thị phải nhỏ nhất có thể. - Phức chất được tạo ra giữa chất chỉ thị và ion kim loại phải khá bền nhưng kém bền hơn complexonat kim loại đó (ít nhất là 100 lần). - Phản ứng tạo phức giữa chất chỉ thị và ion kim loại (cần xác định) phải khá nhanh và thuận nghịch. - Sự đổi màu của chất chỉ thị phải khá rõ để có thể nhận ra được bằng mắt. Ví dụ: Định phân dung dịch Me2+ bằng Na2H2Y dùng chỉ thị kim loại Ind− (màu A). + Trước định phân:Ta cho một lượng nhỏ chất chỉ thị, sẽ có phản ứng : Ind- + Me2+ ⃗⃗⃗ [MeInd]+

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

TR ẦN

H Ư

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Bởi vậy phải tiến hành phản ứng trong môi trường đệm. Các complexonat dễ tan trong nước hơn complexon tương ứng. Trong các complexonat kim loại thì Na2CaY là ít tan nhất. Complexonat của ion kim loại màu thì sẽ có màu đậm hơn, của ion kim loại không màu thì sẽ không màu. c. Chuẩn độ bằng complexon - Chất chỉ thị trong phương pháp complexon Để xác định điểm tương đương trong phương pháp này người ta dùng các chỉ thị như oxy hóa – khử, axit – bazơ, chỉ thị kim loại nhưng phổ biến là chỉ thị màu kim loại. Đó là những chất hữu cơ có màu có thể kết hợp với ion kim loại tạo thành muối nội phức khá bền, tan trong nước, có màu khác với màu của chất chỉ thị kim loại ở dạng tự do. Các chất chỉ thị màu kim loại thường là những axit hữu cơ yếu hoặc bazơ, phân tử của chúng chứa những nhóm mang màu và trợ màu nên cũng là những chất chỉ thị pH. Do đặc điểm kể trên, màu của chất chỉ thị loại này biến đổi theo pH của dung dịch.

Kết thúc định phân thì nhỏ một giọt cuối cùng Na2H2Y phân hủy [MeInd]+ giải phóng ra Ind−,theo phản ứng: [MeInd]+ + H2Y2− ⃗⃗⃗ MeY2− + 2H+ + Ind− màu A Một số chất chỉ thị hay dùng:

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

pH tạo phức

Ion kim loại xác định

Eriocromden T,ETOO H2Ind- (Na2H2Ind)

8 ÷10

Ca2+, Mg2+, Zn2+

9 ÷ 12

Ca2+, Cu2+, Ni2+

Xilen da cam H3Ind3− (Na3H3Ind)

2÷5

Pb2+, Th4+, Zr2+

Axit sunfusalicylic

1÷2

Fe3+

Ơ H N U Y

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

H Ư

TR ẦN

10 00

Í-

-L

IỄ N

ÀN

ÁN

+ Không có chất chỉ thị thích hợp để xác định điểm tương đương. Tiến hành: + Lấy chính xác VMen+,thêm dung dịch đệm + Thêm 1 lượng chính xác, dư dung dịch chuẩn complexon, tạo điều kiện để phản ứng xảy ra hoàn toàn. Men+ + H2Y2− ⃗⃗⃗ MeYn−4 + 2H+ + H2Y2− (dư)

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

Các cách chuẩn độ: Phương pháp chuẩn độ complexon cho phép xác định hầu hết các ion kim loại kể cả các anion. * Chuẩn độ trực tiếp: - Sử dụng khi : + Phản ứng tạo phức ion kim loại và complexon nhanh + Có chất chỉ thị thích hợp để xác định điểm tương đương - Tiến hành : + Lấy chính xác thể tích dung dịch chất phân tích( VMen+), thêm dung dịch đệm thích hợp. + Cho chất chỉ thị màu vào, dung dịch có màu, màu thuộc phức Men+- Ind. + Chuẩn độ (định phân) bằng dung dịch chuẩn complexon từ trên buret đến khi đổi màu rõ rệt. - Điều kiện: Phức của ion kim loại–complexon bền hơn phức ion kim loại–chất chỉ thị 1000 lần. * Chuẩn độ ngược: Sử dụng khi: + Phản ứng giữa ion kim loại với các hợp chất complexon chậm.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Murexit Ind− (NH4Ind)

Chất chỉ thị

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

+ Thêm chất chỉ thị, màu của chất chỉ thị dạng nguyên. + Định phân để xác định lượng dư H2Y2− bằng dung dịch chuẩn bổ trợ M1m+ từ buret đến khi dung dịch đổimàu, màu của phức ion kim loại M1m+ − Ind. M1m+ + H2Y2− ⃗⃗⃗ M1−Ind Điều kiện: không xảy ra phản ứng M1m+ + MeYn−4 ⃗⃗⃗ M1Ym−4 + Men+ (∗) 62

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Phức của ion kim loại bổ trợ với complexon M1Ym−4 kém bền hơn phức ion kim loại với complexon hơn 1000 lần để phản ứng (∗) không xảy ra.

H2Y2− + M1m+-Ind ⃗⃗⃗ M1Ym−4 + 2H+ + Ind VMen+.CN (Men+) = VH2Y2- .CN (H2Y2-)

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

* Chuẩn độ gián tiếp: Ví dụ để xác định độ cứng của nước (hàm lượng Ca2+, Mg2+) người ta làm như sau: + Lấy 10ml mẫu nước, thêm 2 ml dung dịch đệm có pH= 9 ÷ 10; thêm 2 hoặc 3 giọt chỉ thị ETOO, dung dịch có màu đỏ nho. Định phân bằng dung dịch chuẩn trilon B 0.05 N từ trên buret đến khi dung dịch có màu xanh biếc thì hêt 5,2ml. + Lấy 10 ml mẫu nước khác, thêm 5 ml NaOH 2N (kết tủa hết Mg2+, tạo môi trường kiềm). Cho 2,3 giọt hạt chỉ thị Murexit, dung dịch có màu hồng. Định phân bằng dung dịch chuẩn trilon B ở trên đến khi dung dịch chuyển sang màu tím hoa cà hết 4,1 ml. Xác định độ cứng chung (hàm lượng Ca2+, Mg2+) mdlg g/l, độ cứng riêng Ca2+, Mg2+ (g/L). Phương trình cân bằng chuẩn độ:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

10 00

TR ẦN

⃗⃗⃗ + Thêm dung dịch đệm, thêm chất chỉ thị thích hợp, dung dịch có màu là màu của phức M1m+-Ind. + Chuẩn độ để xác định lượng M1m+ đẩy ra bằng dung dịch chuẩn complexon từ trên buret đến khi đổi màu rõ rệt, màu của chất chỉ thị. H2Y2− + M1m+ ⃗⃗⃗ M1Ym−4 + 2H+

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

H Ư

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Thêm chỉ thị ETOO dung dịch có màu xanh. Chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn từ trên buret đến khi dung dịch xuất hiện màu tím đỏ nho. * Chuẩn độ thay thế: - Sử dụng khi hai cách chuẩn trên không dùng được - Tiến hành + Lấy chính xác thể tích cần phân tích VMen+ + Thêm một lượng dư dung dịch complexonat M1, tạo điều kiện để phản ứng xảy ra hoàn toàn

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Ví dụ: Xác định Al3+ dùng Zn2+ bổ trợ Xác định Th4+ dùng Pb2+ bổ trợ Chẳng hạn, xác định Al3+ bằng phương pháp chuẩn complexon. Lấy 10ml dung dịch Al3+, đệm để pH = 9 ÷ 10.Thêm chính xác 5 ml TrilonB, đun 70oC,trong thời gian 15 phút. Al3+ + H2Y2− ⃗⃗⃗ AlY− + 2H+

Men+ + H2Y2− ⃗⃗⃗ MeYn−4 + 2H+

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

)

- Độ cứng Ca (g/L): 0,0205 x 40/2= 0,41 g/L

- Độ cứng Mg (g/L): 0,0055 x 24/2= 0.066 g/L

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

Zn2+ dưới dạng phức [Zn(CN)4]2-. Chuẩn độ ion Mg2+ hết 13,5mL EDTA 0,02M. Tính nồng độ Mg2+ và Zn2+ trong dung dịch A. 7- Hoà tan 0,114g CaCO3 nguyên chất trong HCl và pha loãng thành 250mL. Chuẩn độ 25 mL dung dịch thu được hết 40,25 mL dung dịch EDTA. Tính a- Nồng độ mol/L của dung dịch EDTA b- Tính độ cứng của mẫu nước theo Ca2+ (g/L) biết khi chuẩn độ 100mL nước thì phải dùng 6,25mL dung dịch EDTA nói trên. 8- Tính hằng số bền điều kiện của phức Ca2+-EDTA ở pH=10. Tính % Ca2+ chưa tạo phức với EDTA khi trộn 100mL EDTA 0,15M với 50mL CaCl2 0,15M ở pH=10.

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

TR ẦN

H Ư

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Câu hỏi và bài tập chương 5 1- Trình bày sự tạo phức EDTA với cation kim loại. 2- Giải thích tại sao pH đóng vai trò quan trọng trong phương pháp phức chất? 3- Trình bày đặc điểm của chỉ thị trong phương pháp complexon. 4- Trộn 10mL dung dịch Hg(NO3)2 1.10-3M với 10mL KCN 1M. Tính % Hg2+ không tạo phức với CN-. 5- Hoà tan 0.4g KCN bẩn trong nước, chuẩn độ bằng AgNO3 đến khi dung dịch vẩn đục hết 24,95mL AgNO3 0,1M. Tinh % KCN trong muối. 6- Chuẩn độ 25mL dung dịch A chứa Mg2+ và Zn2+ ở pH = 10, dùng ETOO làm chỉ thị hết 20,5mL EDTA 0,02M. Thêm 25mL dung dịch KCN 1M vào 25mL dung dịch A để che

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

(

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

IỄ N

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

Í-

-L A

H B

10 00 TR ẦN G

H Ư

ẠO

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

ÁN

U Y

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ÀN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Chương 6: Cân bằng trong dung dịch chứa hợp chất ít tan Phương pháp chuẩn độ kết tủa

H Ư

⃗⃗⃗ Hằng số cân bằng (K) của quá trình này chính là tích số tan (T) của chất diện ly ít tan

rất nhỏ nên có thể bỏ qua, do đó

Vì

TR ẦN

Định nghĩa: Tích số tan của một chất ít tan là tích số nồng độ các ion trong dung

10 00

dịch bão hoà chất đó ở nhiệt độ nhất định, mỗi nồng độ có số mũ bằng số ion trong phân tử chất đó. Tích số tan cho biết khả năng tan của một chất điện ly ít tan. Chất có T càng lớn thì càng dễ tan. Tích số tan của một chất chỉ phụ thuộc vào bản chất của chất đó và nhiệt độ.

-L

Í-

Quy tắc tích số tan Khi biết tích số tan có thể xác định được điều kiện hoà tan hay kết tủa một chất: Một chất sẽ kết tủa khi tích số nồng độ các ion của nó trong dung dịch lớn hơn tích số tan và ngược lại nó sẽ còn tan khi tích số nồng độ ion của nó chưa đạt đến tích số tan. : tốc độ phản ứng kết tủa lớn hơn tốc độ phản ứng

ÁN

hoà tan, kết tủa sẽ tạo thành cho đến khi đạt đến trạng thái cân bằng. : dung dịch ở trạng thái cân bằng còn gọi là dung

dịch bão hoà, kết tủa không tan thêm được.

IỄ N

ÀN

: tốc độ phản ứng hoà tan kết tủa lớn hơn tốc độ

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ẠO

Tổng quát đối với 1 chất ít tan AmBn

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

⃗⃗⃗

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

6.1. Cân bằng trong dung dịch chứa hợp chất ít tan 6.1.1 Tích số tan. Quy tắc tích số tan Khi cho dung dịch NaCl tác dụng với dung dịch AgNO3, ion Ag+ và Cl- kết hợp với nhau tạo thành kết tử AgCl tách ra khỏi dung dịch. AgCl sẽ ngừng kết tủa khi đạt đến trạng thái cân bằng.

phản ứng tạo thành kết tủa. Dung dịch ở trạng thái chưa bão hoà. Ví dụ: (a) Kết tủa PbI2 có tạo thành không khi trộn 2 thể tích bằng nhau dung dịch Pb(NO3)2 0.01M và KI 0.01 M. (b) Nếu pha loãng dung dịch KI 100 lần rồi trộn như trên có kết tủa không? Biết TPbI2= 9,8.10-9. (a)

⃗⃗⃗ Nồng độ các ion sau khi trộn: [Pb ] = [I ] = 5. 10-3 mol/L 2+

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Tích số nồng độ các ion: [Pb2+].[I-]2 = 1,25.10-7 > TPbI2 vì vậy có kết tủa được tạo ra. (b) Nồng độ KI sau khi pha loãng: 10-4 mol/L Nồng độ các ion sau khi trộn: [Pb2+] = 5.10-3 mol/L và [I-] = 5. 10-5 mol/L Tích số nồng độ các ion: [Pb2+].[I-]2 = 1,25.10-11 < TPbI2 vì vậy không có kết tủa được tạo ra.

ÀN

ÁN

kết tủa, do đó làm giảm độ tan của kết tủa. Ví dụ: Tính độ tan của PbSO4 trong nước nguyên chất và trong dung dịch Na2SO4 0.01M, biết TPbSO4= 1,6.10-8 ⃗⃗⃗ - Độ tan của PbSO4 trong nước nguyên chất √

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

-L

Í-

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tan của kết tủa - Ảnh hưởng của ion chung (ion cùng tên) Ion chung là ion có trong thành phần của kết tủa. Nếu thêm ion chung vào dung dịch bão hoà của kết tủa đó, tích số ion sẽ lớn hơn tích số tan, cân bằng sẽ chuyển dịch về phía tạo

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

√

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

10 00

⃗⃗⃗

IỄ N D

mol/L

TR ẦN

√ √ Tổng quát cho chất ít tan AmBn có độ tan S

H Ư

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

6.1.2 Quan hệ giữa độ tan và tích số tan. Các yếu tố ảnh hưởng Độ tan (kí hiệu là S) được tính bằng số mol chất tan trong 1L dung dịch bão hoà chất đó Khi biết tích số tan của một chất ở nhiệt độ nào đó có thể tính được độ tan S của chất đó. Ví dụ: Tính độ tan của BaSO4 trong nước biết TBaSO4 = 1,1.10-10 ở 25oC Gọi S là độ tan của BaSO4, ta có: BaSO4 → Ba2+ + SO42S mol/L S mol/L S mol/L S mol BaSO4 hoà tan phân ly hoàn toàn thành S mol ion Ba2+ và S mol SO42TBaSO4 = [Ba2+] . [SO42-] = S.S

√

- Trong dung dịch Na2SO4 0.01M Gọi độ tan của PbSO4 là S thì [Pb2+] = S và [SO42-]= S+0.01 TPbSO4 = [Pb2+] . [SO42-] = S.(S +0.01) Vì S<<0.01 nên TPbSO4= 0.01S → S= 1,6.10-6 mol/L

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Vậy độ tan của AgCl trong KNO3 0.1M lớn hơn độ tan của nó trong nước nguyên

10 00

chất là

-L

Í-

- Ảnh hưởng của ion H+ (pH) và chất tạo phức đến độ tan của kết tủa Độ tan của kết tủa sẽ tăng nếu các ion kết tủa tham gia vào các phản ứng phụ với các chất lạ có trong dung dịch (ion H+, các chất tạo phức). Ví dụ 1: Tính độ tan của CaF2 trong dung dịch HCl 0.01M. Biết KHF= 6.10-4 và TCaF2= 4.10-11. ⃗⃗⃗ Ca không tham gia phản ứng phụ, gọi độ tan của CaF2 trong HCl là S thì [Ca2+]= S F- tham gia phản ứng với H+

ÁN

ÀN

⃗⃗⃗ )

IỄ N

(

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TR ẦN

√

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

√

H Ư

√

Trong đó √

ẠO

Trong dung dịch KNO3 0,1M lực ion lớn, thì tích số tan sẽ bằng tích số hoạt độ của các ion trong dung dịch bão hoà TAgCl= [Ag+].fAg+.[Cl-].fCl= S2f2

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

√

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Như vậy độ tan của PbSO4 trong dung dịch NaSO4 nhỏ hơn độ tan của nó trong nước rất nhiều. - Ảnh hưởng của các ion khác ion của kết tủa (ion lạ) Khi thêm vào dung dịch bão hoà của một chất điện ly ít tan một muối bất kì không có ion chung với nó thì sự có mặt các ion lạ sẽ làm tăng lực tương tác giữa các ion trong dung dịch, nghĩa là làm giảm hệ số hoạt độ (f) trong biểu thức tích số tan, do đó nồng độ ion của kết tủa sẽ tăng và làm tăng độ tan của kết tủa. Ảnh hưởng này còn gọi là hiệu ứng muối. Ví dụ: Tính độ tan của AgCl trong KNO3 0.1M. Biết TAgCl= 1,8.10-10 Trong nước nguyên chất lực ion nhỏ, f= 1 nên độ tan của AgCl là:

(

)

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

√

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

√

TR ẦN

H Ư

- Ảnh hưởng của nhiệt độ Tích số tan chỉ là hằng số ở một nhiệt độ nhất định. Nhiệt độ thay đổi thì độ tan cũng thay đổi. Sự thay đổi của độ tan theo nhiệt độ liên quan đến hiệu ứng nhiệt khi hoà tan.

10 00

+ Đối với chất thu nhiệt khi hoà tan, thì độ tan sẽ tăng khi nhiệt độ tăng Ví dụ: PbI2 tan nhiều khi đung nóng Độ tan của AgCl ở 100OC lớn gấp 25 lần độ tan của nó ở 10OC + Đối với chất toả nhiệt khi hoà tan thì độ tan sẽ giảm khi nhiệt độ tăng Ví dụ: độ tan của CaSO4.0.5H2O ở 60OC có độ tan lớn gấp 3 lần độ tan của nó ở

100OC.

-L

Í-

-Ảnh hưởng của dung môi Phần lớn các chất vô cơ ít tan trong dung môi hữu cơ hơn trong nước do độ phân cực

ÀN

ÁN

của dung môi hữu cơ nhỏ hơn độ phân cực của nước. Ví dụ: CaSO4 tan khá trong nước (S= 7,8.10-3 mol/L) nhưng hầu như không tan trong rượu etylic. Vì vậy trong trường hợp nếu kết tủa được tạo từ dung dịch nước có độ tan khá lớn thì cần thiết tiến hành kết tủa trong dung môi thích hợp. - Ảnh hưởng của kích thước hạt kết tủa: Đối với cùng một lượng chất, kết tủa dạn hạt nhỏ tan nhiều hơn kết tủa dạng hạt lớn vì trên bề mặt của các tinh thể nhỏ có nhiều góc cạnh, các ion ở các vị trí góc cạnh dễ tan hơn ở các vị trí khác vì ở các vị trí bên trong các ion bị giữ chặt hơn. Do đó trong thực tế để tách hoàn toàn kết tủa, người ta tìm cách để được tinh thể hạt to. Ngoài các yếu tố kể trên, còn các quá trình khác ảnh hưởng đến độ tan của một chất.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

[Ag ] = [Ag+]. (1+ β1[NH3] + β2[NH3]2)= [Ag+].2,6 Gọi độ tan của AgCl trong NH3 là S thì [Cl-] = S và [Ag+]’= [Ag+].2,6 = S T’AgCl= [Cl-].[Ag+]’=[Cl-].[Ag+].2,6=2.10-10.2,6=5,2.10-10

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q TP

+ ’

IỄ N D

β2

[Ag ] = [Ag ] +

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

⃗⃗⃗ + ’

U Y

β1

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

⃗⃗⃗

⃗⃗⃗ Cl- không tham gia phản ứng phụ, chỉ có Ag+ tham gia phản ứng tạo phức với NH3

Ví dụ 2: Tính độ tan của AgCl trong dung dịch NH3 10-3M. Biết TAgCl= 2.10-10, phức [Ag(NH3)2]+ có hằng số bền β1= 103,2; β2= 103,8.

√

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Ví dụ quá trình tự sắp xếp của tinh thể từ dạng này sang dạng khác bền hơn. ZnS mới hình thành (dạng β) có cấu trúc chưa hoàn chỉnh có TZnSβ= 2,5.10-22, sau một thời gian cấu trúc trong tinh thể được sắp xếp lại hoàn chỉnh hơn (dạng α) có TZnSα= 1,6.10-24

ÁN

-L

Í-

Như vậy lượng thuốc thử cho vào dung dịch để AX kết tủa trước còn AY chưa kết tủa phải thoả mãn bất đẳng thức:

Muốn xem hợp chất nào kết tủa trước chỉ cần so sánh hai tỉ số

và

IỄ N

ÀN

Trong trường hợp [X-] = [Y-] thì hợp chất nào có tích số tan nhỏ hơn sẽ kết tủa trước. Ví dụ 1: Dung dịch hỗn hợp I- và Cl- có nồng độ ban đầu [I-] = [Cl-] = 10-1M. Khi cho dần dung dịch AgNO3 thì AgI sẽ kết tủa trước AgCl vì TAgI = 10-16 nhỏ hơn TAgCl = 10-10.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Khi đó AY chưa kết tủa nên [A+][Y-] < TAY →

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

[A+][X-] > TAX →

10 00

TR ẦN

* Xác định chất kết tủa trước Theo quy tắc tích số tan, hợp chất nào có tích số nồng độ các ion tạo ra kết tủa lớn hơn tích số tan của hợp chất đó thì sẽ kết tủa trước. Nghĩa là khi thêm dần thuốc thử, nếu [A+][X-] > TAX thì AX kết tủa trước hay [A+][Y-] > TAY thì AY kết tủa trước. Khi AX kết tủa trước thì nồng độ thuốc thử cần thiết là

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

H Ư

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

6.1.3 Kết tủa phân đoạn a) Bản chất của kết tủa phân đoạn Nếu trong dung dịch có chứa hai hay nhiều ion có khả năng tạo kết tủa với cùng một ion khác, nhưng các kết tủa hình thành có độ tan khác nhau nhiều nên khi thêm chất kết tủa vào dung dịch, các kết tủa lần lượt được tạo thành. Thông thường chất có T nhỏ sẽ kết tủa trước, chất có T lớn hơn sẽ kết tủa sau. Hiện tượng lần lượt tạo thành kết tủa trong dung dịch được gọi là kết tủa phân đoạn. Giả sử có hai ion X- và Y- trong dung dịch có nồng độ CX và CY cùng kết tủa được với ion A+ của thuốc thử tương ứng để cho kết tủa AX và AY. Khi cho dần thuốc thử A+, ta phải xét các trường hợp có thể xảy ra: - AX hay AY kết tủa trước - Khi nào thì cả hai chất cùng kết tủa - Khi hai chất cùng kết tủa, ở điều kiện nào hợp chất kết tủa trước sẽ hoàn toàn

* Khi nào thì AX và AY cùng kết tủa Khi X- tạo kết tủa với A+ thì nồng độ của X- trong dung dịch sẽ giảm dần, dẫn đến tăng dần, muốn AX tiếp tục kết tủa thì phải thêm A+ để thoả mãn bất đẳn thức trên và quá

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

trình này tiếp tục tiếp diễn đến khi [A+] >

. Khi đó cả AX và AY

hay

cùng kết tủa.

* Khi AX và AY cùng kết tủa, khi nào thì AX kết tủa hoàn toàn, AY mới kết tủa Nếu AX kết tủa trước và coi như kết tủa hoàn toàn khi trong dung dịch [X-] còn lại ≤

10-6 M, từ đó rút ra điều kiện:

Í-

Các phản ứng:

10 00

- Xác định điểm cuối trong quá trình chuẩn độ kết tủa-phương pháp Morh Ví dụ: Để xác định hàm lượng Cl- trong nước, người ta làm như sau: lấy chính xác 10mL mẫu nước, thêm 0,5 mL dung dịch K2CrO4 5%. Định phân bằng dung dịch chuẩn AgNO3 0,1N đến khi xuất hiện kết tủa đỏ gạch vừa hết 5 mL. a- Xác định hàm lượng Cl- trong mẫu nước (g/L) b- Chứng minh khi xuất hiện Ag2CrO4 thì Cl- đã kết tủa hoàn toàn.

-L

a- Nồng độ Cl- trong nước:

Ta có: TAgCl = [Ag+].[Cl-] = 10-10 → [Ag+]2. [Cl-]2 = 10-20 TAg2CrO4= 10-12 Khi thêm AgNO3 vào dung dịch hỗn hợp, Ag2CrO4 bắt đầu kết tủa khi

IỄ N

ÀN

ÁN

Hàm lượng Cl- : 0,05 x 35,5 = 1,775 g/L b- Khi thêm 0,5 mL dung dịch K2CrO4 5% vào 10 mL nước:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

H Ư

Như vậy AgI được kết tủa hoàn toàn rồi khi đó AgCl mới kết tủa, nghĩa là có thể dùng AgNO3 để tách I- hoàn toàn ra khỏi Cl- trong dung dịch chứa đồng thời I-, Cl- có cùng nồng độ. b) Ứng dụng của kết tủa phân đoạn - Tách các ion ra khỏi nhau bằng phản ứng kết tủa - Định phân liên tục dung dịch hỗn hợp ion

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

.Q ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

Theo ví dụ 1, khi AgI và AgCl cùng kết tủa thì

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U Y

Vậy hiện tượng tạo thành lần lượt các kết tủa trong dung dịch như đã khảo sát ở trên để tách hoàn toàn ion X- ra khỏi dung dịch chứa ion Y- được coi là kết tủa phân đoạn.

Tức là khi nồng độ Cl- trong dung dịch nhỏ hơn hàng vạn lần nồng độ CrO42-. Vậy Ag2CrO4 bắt đầu kết tủa khi: 71

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

[Cl-]2 = 10-8. [CrO42-] = 10-8.0,0123= 1,23.10-10 → [Cl-]= 1,11.10-5 % Cl- còn lại trong dung dịch là: Như vậy có thể coi như Ag2CrO4 kết tủa thì Cl- đã kết tủa hoàn toàn.

- TAX và TBX - Lượng thuốc thử thêm vào

TR ẦN

H Ư

Trong trường hợp nào AX chuyển hoàn toàn thành BX Giả sử cân bằng (1) và (2) đang chuyển dịch từ trái sang phải, nghĩa là AX đang tan và BX đang được tạo thành, khi đó: [A].[X] = TAX →

[B].[X] > TBX →

10 00

Vậy muốn kết tủa AX chuyển hoàn toàn thành BX, phải cho lượng thuốc thử thoả mãn bất đẳng thức sau:

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

6.1.4.2. Ứng dụng của chuyển kết tủa - Hoà tan kết tủa: Có những trường hợp không thể hoà tan kết tủa dễ dàng, nên người ta phải chuyển kết tủa đó sang một kết tủa khác dễ tan hơn. Ví dụ: BaSO4 rất khó tan ngay cả trong axit mạnh, nhưng nếu chuyển kết tủa đó sang BaCO3 thì có thể dùng axit yếu như CH3COOH cũng có thể hoà tan hoàn toàn được. - Tách ion: Ví dụ, tách S2- ra khỏi hỗn hợp S2-, SO32-, bằng cách cho một lượng thích hợp bột CdCO3 vào hỗn hợp đó. Do độ tan của CdS < CdCO3 < CdSO3 nên kết tủa CdCO3 dễ dàng chuyển sang kết tủa CdS. Kết quả trong dung dịch có kết tủa CdS và CdCO3 (dư). Muốn tách CdS ta chỉ cần nhỏ vào hỗn hợp kết tủa một lượng axit axetic thì CdCO3 tan hết. Lọc rủa kết tủa CdS sau đó dùng HCl đặc hoà tan kết tủa này sẽ thu được dung dịch chứa ion S2-.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ẠO

Nếu cho lượng B đủ lớn thì cân bằng (2) sẽ chuyển dịch từ trái sang phải, kéo theo cân bằng (1) cũng chuyển từ trái sang phải. Như vậy sự chuyển kết tủa phụ thuộc vào các yếu tố sau:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

(2)

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

⃗⃗⃗

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

6.1.4 Chuyển một hợp chất khó tan này sang một hợp chất khó tan khác 6.1.4.1. Bản chất của vấn đề Giả sử khi cho thuốc thử B vào một chất khó tan AX làm cho kết tủa này chuyển thành một chất khó tan khác. Khi đó trong dung dịch tồn tại các cân bằng sau: ⃗⃗⃗ (1)

6.1.5. Hòa tan kết tủa Quá trình hoà tan là quá trình ngược với quá trình tạo kết tủa ⃗⃗⃗

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Điều kiện để hoà tan kết tủa là phải thiết lập điều kiện để tích số hoạt độ của các ion trong dung dịch bé hơn tích số tan: aAn+m.aBm-n < TAmBn Như vậy cần phải giảm nồng độ của các ion trong dung dịch bão hoà. Nguyên tắc chung của hoà tan kết tủa là: muốn hoà tan kết tủa phải giảm nồng độ ít nhất của một trong các ion do kết tủa phân ly ra trong dung dịch.

 Tạo kết tủa tinh thể

IỄ N

ÀN

Các trung tâm kết tinh mới được tạo thành sẽ lớn dần lên thành những hạt tinh thể lớn rồi sau đó tạo thành kết tủa tinh thể. Quá trình này xảy ra khi độ bão hoà của dung dịch nhỏ. Từ dung dịch này các trung tâm kết tủa sinh ra chậm và ít, nghĩa là tốc độ kết tủa nhỏ hơn tốc độ định hướng, do đó tạo điều kiện cho các phân tử có thời gian phân bố lên các trung tâm kết tinh theo vị trí không gian xác định để hình thành nên các tinh thể lớn. Như vậy để tạo tinh thể hạt lớn phải tiến hành kết tủa trong dung dịch quá bão hoà càng nhỏ càng tốt.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ÁN

-L

Í-

10 00

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

⃗⃗⃗ Nếu chỉ có 1 ion Ba và 1 ion SO4 thì khi gặp nhau chúng chỉ tạo thành 1 phân tử BaSO4 và chưa có cấu trúc tinh thể. Để tạo nên cấu trúc tinh thể cần phải có nhiều ion tập hợp lại thành những tập hợp nhỏ. Các tập hợp này gọi là mầm tinh thể hay trung tâm tinh thể. Giai đoạn này của quá trình kết tủa ứng với sự tạo nên trạng thái keo của vật chất. Từ các mầm tinh thể các phân tử tiếp tục tập hợp thêm và lớn dần lên đến mức độ có thể tạo thành các hạt kết tủa trắng lắng xuống. Vậy quá trình tạo kết tủa gồm hai giai đoạn: Tạo mầm tinh thể Mầm tinh thể lớn lên Trong giai đoạn mầm tinh thể lớn lên, tuỳ thuộc vào bản chất và điều kiện kết tủa mà có thể tạo thành kết tủa tinh thể hay kết tủa vô định hình. 2+

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

TR ẦN

H Ư

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

6.1.6 Lý thuyết về cấu tạo kết tủa a- Kết tủa tinh thể và kết tủa vô định hình Kết tủa tinh thể là loại kết tủa mà các ion tạo ra kết tủa sắp xếp theo mạng lưới tinh thể và theo một chiều hướng xác định làm cho kết tủa có hình dạng nhất định. Ví dụ: kết tủa PbCl2 trắng, hình kim; PbI2 vàng, hình vảy. Kết tủa vô định hình là loại kết tủa không có cấu trúc mạng lưới tinh thể, kết tủa không có hình thù nhất định. Ví dụ: kết tủa Al(OH)3 trắng, NiS đen... Kết tủa vô định hình dễ biến thành dung dịch keo, bề mặt tổng cộng lớn, khó lắng, khó lọc, khó rửa và dễ nhiễm bẩn. b- Hai giai đoạn của quá trình kết tủa Quá trình tạo kết tủa là qua trình khá phức tạp. Xét quá trình tạo kết tủa BaSO4

 Tạo kết tủa vô định hình

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

khả năng thêm những ion hay phân tử trong dung dịch. Vì khác với các ion và phân tử ở bên trong kết tủa, những ion và phân tử ở bề mặt có lực hoá trị tự do nên có thể liên kết tiếp với các tiểu phân trong dung dịch. Hấp phụ là một hiện tượng thuận nghịch vì những ion hay phân tử bị hấp phụ có thể trở lại trong dung dịch hay còn gọi là hiện tượng giải hấp phụ. Khi tốc độ hập phụ bằng tốc độ giải hấp phụ thì đạt đến cần bằng hấp phụ, khi đó lượng tạp chất bị hấp phụ không thay đổi. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ như: điện tích bề mặt, nồng độ, nhiệt độ, bản chất của kết tủa và ion bị hấp phụ, điều kiện kết tủa... 6.1.7.2. Cộng kết trong Cộng kết trong thường xảy ra đối với kết tủa tinh thể. Dựa vào đặc điểm có thể chia cộng kết trong làm hai loại: - Cộng kết do phản ứng giữa kết tủa và thuốc thử dư Ví dụ: Khi cho Zn2+ phản ứng với K4[Fe(CN)6] thì không sinh ra kết tủa Zn2[Fe(CN)6] mà sinh ra kết tủa K2Zn3[Fe(CN)6]2. Khả năng ion kim loại kiềm đi vào phức chất phụ thuộc vào thể tích và hydrat hoá của ion đó. Ion càng nhỏ càng dễ vào mạng lưới của kết tủa và càng ít tan. Ion hydrat hoá càng yếu vào mạng lưới càng dễ. - Cộng kết đồng hình Nguyên nhân của loại cộng kết này là kết tủa và tạp chất là những chất đồng hình, tức là những chất có khả năng kết tinh trong cùng một mạng lưới tinh thể.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TR ẦN

H Ư

chất kết tủa đồng thời với kết tủa chính thì gọi là cộng kết và khi tạp chất kết tủa sau khi kết tủa chính đã kết tủa hết thì gọi là kết tủa sau. Cộng kết và kết tủa sau là nguyên nhân làm cho kết tủa không tinh khiết. 6.1.7.1. Cộng kết bề mặt Cộng kết bề mặt là sự hấp phụ các tạp chất trên bề mặt kết tủa. Nguyên nhân của sự hấp phụ là những ion hay phân tử ở bề mặt của kết tủa còn có

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

6.1.7 Cộng kết và kết tủa sau-Nguyên nhân làm cho kết tủa không tinh khiết Thường kết tủa không thể tách ra ở dạng tinh khiết mà có kèm theo tạp chất. Khi tạp

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Những trung tâm kết tinh sẽ liên kết yếu với nhau thành những tập hợp nhỏ và những tập hợp này sẽ kết hợp với nhau thành những tập hợp lớn hơn và cuối cùng tạo thành kết tủa vô định hình. Quá trình này có thể xảy ra trong hai trường hợp sau: - Do bản chất của kết tủa là vô định hình: loại kết tủa này thường thấy ở các chất có độ tan khá nhỏ như các sunfua, hydroxyt kim loại...Vì tính khó tan của chúng nên khi thêm thuốc thử vào dung dịch thì dung dịch tức thời đạt trạng thái quá bão hoà. - Do điều kiện tạo kết tủa: nếu khi tiến hành kết tủa từ dung dịch quá bão hoà lớn thì sẽ sinh ra đồng thời nhanh và nhiều trung tâm kết tinh do đó không tạo điều kiện để các trung tâm lớn lên nên sẽ tạo ra kết tủa vô định hình.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

IỄ N

ÀN

6.1.8 Vai trò của cộng kết trong phân tích Hiện tượng công kết làm kết tủa không tinh khiết, tuy nhiên người ta sử dụng hiện tượng này trong phân tích vi lượng - Dùng để tách ion: Ví dụ: muốn tách Pb2+ ( vi lượng) ở trong nước có thể dùng bột CaCO3, vì Pb2+ bị CaCO3 cộng kết. - Làm giàu dung dịch Ví dụ: Từ dung dịch Ra2+ vô cũng loãng có thể làm giàu dung dịch như sau: cho bột BaSO4 vào dung dịch trên, do tính đồng hình nên BaSO4 sẽ kéo theo RaSO4. Sau đó tách hỗn

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ÁN

-L

Í-

10 00

thay thế bởi ion của kết tủa hơn. 6.1.7.5. Kết tủa sau Các loại cộng kết ở trên chỉ xảy ra khi tạo thành kết tủa, nhưng cũng có loại cộng kết chỉ xảy ra sau khi đã hoàn thành kết tủa một thời gian, đó là kết tủa sau. Ví dụ: Nếu lọc ngay kết tủa CuS khi kết tủa bằng H2S trong môi trường axit có ion 2+ Zn thì không có ZnS trong kết tủa. Nhưng nếu để lâu kết tủa trong dung dịch trước khi lọc, trong kết tủa sẽ có cả ZnS. Có thể giải thích như sau: kết tủa CuS tiếp xúc lâu với dung dịch bão hoà H2S sẽ hấp phụ H2S lên bề mặt làm cho nồng độ H2S tăng lên đủ để ZnS kết tủa mặc dù nồng độ axit trong dung dịch khá lớn.

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

TR ẦN

H Ư

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Ví dụ: phèn nhôm KAl(SO4)2.12H2O không màu đồng hình với phèn crom KCr(SO4)2.12H2O màu tím, và khi chúng cùng kết tinh với nhau thì sẽ có tinh thể màu tím đậm nhạt tuỳ theo nồng độ tương đối của chúng. 6.1.7.3. Cộng kết cơ học Những tinh thể thường có mạng lưới không hoàn toàn nên có khe hở đựng đầy nước cái chứa tạp chất. Những tinh thể nhỏ khi kết hợp với nhau cũng có thể giữ tạp chất ở giữa. 6.1.7.4. Nội hấp Trong quá trình lớn lên tinh thể có thể mang theo tạp chất trước đó bị hấp phụ. Thứ tự cho các thuốc thử và dung dịch tác dụng với nhau rất ảnh hưởng đến chất bị hấp phụ. Ví dụ nếu thêm dần H2SO4 vào BaCl2 thì tinh thể BaSO4 lớn dần trong dung dịch có 2+ dư Ba nên hấp phụ nhiều Ba2+ kéo theo ion Cl-. Ion SO42- sẽ đẩy dần ion Cl- ra một phần nhưng vẫn còn một lượng nhỏ trên kết tủa. Ngược lại nếu thêm dần BaCl2 vào H2SO4 thì tinh thể BaSO4 lớn dần trong dung dịch có dư SO42- nên hấp phụ ion SO42- kéo theo cation khác trong dung dịch. Tốc độ thêm thuốc thử cũng ảnh hưởng đến lượng tạp chất bị hấp phụ. Nếu thêm ngay một lượng thuốc thử đến dư thì kết tủa sẽ hấp phụ tạp chất nhiều. Nếu thêm từ từ thì kết tủa sẽ tinh khiết hơn vì kết tủa lớn hơn nên hấp phụ tạp chất ít hơn và tạp chất cũng dễ bị

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

hợp kết tủa này, rửa sạch rồi chuyển sang kết tủa cacbonat, cuối cùng dùng axit hoà tan thành dung dịch có thể tích tuỳ ý. - Phát hiện ion Ví dụ: Có thể tìm Mg2+ dựa vào hiện tượng Mg(OH)2 cộng kết I2 để tạo ra kết tủa Mg(OH)2.I2 (trong môi trường kiềm) màu đỏ tím.

10 00

SCN-. Đây là phương pháp quan trọng và có nhiều ứng dụng thực tiến nhất.

 Phương pháp thuỷ ngân I:

Định phân dung dịch SCN- bằng Hg2(NO3)2, dùng Fe3+ làm chỉ thị

-L

Í-

 Chuẩn độ Ba2+ bằng sunfat

ÁN

⃗⃗⃗

Dùng rodizoonat natri làm chỉ thị, khi có mặt Ba2+ dung dịch có màu đỏ, ở gần điểm tương đương màu đỏ sẽ biến mất.

IỄ N

ÀN

 Chuẩn độ chì bằng cromat

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

 Phương pháp bạc: dựa vào phản ứng giữa Ag+ với các halogenua (Cl-, Br-, I-) và

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Các phản ứng kết tủa dùng trong phương pháp kết tủa

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

TR ẦN

H Ư

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

6.2 Phương pháp chuẩn độ kết tủa 6.2.1 Đặc điểm của phương pháp Phương pháp chuẩn độ kết tủa là một phương pháp phân tích thể tích dựa vào phản ứng tạo thành các hợp chất ít tan. Các phản ứng dùng trong phương pháp này phải thoả mãn các điều kiện sau: - Các kết tủa tạo thành phải thực tế không tan, nghĩa là phản ứng phải xảy ra hoàn toàn. - Sự tạo thành kết tủa phải tương đối nhanh nghĩa là không có hiện tượng quá bão hoà. - Phản ứng phải chọn lọc, nghĩa là ảnh hưởng của hiện tượng hấp phụ, của các quá trình cộng kết không làm sai kết quả phân tích. - Phải có khả năng xác định được điểm tương đương khi dùng định phân.

⃗⃗⃗ Dùng Ag làm chỉ thị, ở gần điểm tương đương sẽ xuất hiện màu đỏ gạch do +

⃗⃗⃗

 Chuẩn độ kẽm bằng feroxyanua ⃗⃗⃗ Chỉ thị là diphenylamin 76

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

6.2.2 Đường định phân trong phương pháp bạc Khảo sát quá trình chuẩn độ 100 mL dung dịch NaCl 0,1 M bằng dung dịch AgNO3 0,1 M biết TAgCl = 10-10, pAg + pCl= 10

10 00

+ Khi thêm 99,9 mL AgNO3, nghĩa là 99,9% Cl- đã tham gia tạo kết tủa, chỉ còn 0,1%

-L

Í-

- Tại điểm tương đương V =Vtđ Tất cả Cl- đã tham gia tạo kết tủa nên [Cl-] = [Ag+] = 10-5 và pAg = pCl = 5 - Sau điểm tương đương V > Vtđ + Khi thêm 100,1 mL AgNO3, nghĩa là trong dung dịch dư 0,1 mL AgNO3

ÁN

+ Khi thêm 101 mL AgNO3, nghĩa là trong dung dịch dư 1 mL AgNO3

IỄ N

ÀN

+ Khi thêm 110 mL AgNO3, nghĩa là trong dung dịch dư 10 mL AgNO3

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TR ẦN

H Ư

+ Khi thêm 99 mL AgNO3, nghĩa là 99% Cl- đã tham gia tạo kết tủa, chỉ còn 1%

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

+ Khi thêm 90 mL AgNO3, nghĩa là 90% Cl- đã tham gia tạo kết tủa, chỉ còn 10%

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Trong quá trình chuẩn độ [Cl-] sẽ giảm. Khảo sát sư biến thiên của pCl= -lg[Cl-] và pAg = -lg[Ag+] theo lượng dung dịch chuẩn AgNO3 thêm vào thì sẽ được đường định phân. - Trước điểm tương đương: V <Vtđ + Khi chưa thêm AgNO3 trong dung dịch chỉ có Cl- nên [Cl-] = 10-1 → pCl= 1, pAg= 9 + Khi thêm 50 mL AgNO3, nghĩa là 50% Cl- đã tham gia tạo kết tủa

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

10 00

6.2.3 Cách xác định điểm cuối a) Phương pháp Mohr (Mo) Phương pháp này dùng để chuẩn độ Cl- bằng AgNO3 với chỉ thị K2CrO4 dựa trên hiện tượng kết tủa phân đoạn.

⃗⃗⃗

-L

Í-

- Ở gần điểm tương đương hay tại điểm tương đương khi dư 1 giọt AgNO3, xuất hiện kết tủa đỏ gạch Ag2CrO4, ta sẽ dừng chuẩn độ ⃗⃗⃗

ÁN

Cần xác định nồng độ K2CrO4 để kết tủa xuất hiện và dừng chuẩn độ tại điểm tương đương. Khi đó [Ag+] = [Cl-] =10-5

IỄ N

ÀN

Kết tủa Ag2CrO4 xuất hiện khi [Ag+]2.[CrO42-] ≥

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

H Ư

ẠO

*Nhận xét - Dạng đường định phân giống như đường định phân trong phương pháp axit- bazơ và phương pháp oxi hoá –khử, ở gần điểm tương đương có bước nhảy. - Bước nhảy pIon trên đường định phân phụ thuộc vào nồng độ của dung dịch. Nồng độ càng lớn bước nhảy càng dài và ngược lại. - Bước nhảy phụ thuộc vào tích số tan của kết tủa, tích số tan của kết tủa càng nhỏ thì bước nhảy càng dài và ngược lại.

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

Hình 6.1: Đường định phân khi chuẩn độ NaCl 0,1 M bằng AgNO3 0,1 M

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Thực tế vì còn chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác trong quá trình định phân và nếu nồng độ của K2CrO4 lớn quá thì màu vàng đậm của ion cromat làm cho khó quan sát sự xuất hiện màu đỏ gạch của kết tủa Ag2CrO4 ở điểm cuối. Do đó người ta thường dùng 10 giọt dung dịch K2CrO4 5% trong thể tích 50 mL (tương đương với nồng độ 0,001 M). * Điều kiện chuẩn độ trong phương pháp Mohr

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

-L

Í-

⃗⃗⃗ Ứng dụng của phương pháp này là chuẩn độ ngược các halogenua (I-, Br-, Cl-) theo nguyên tắc: dung dịch chứa halogenua cần chuẩn độ tác dụng với lượng dư chính xác dung dịch AgNO3: ⃗⃗⃗ +

IỄ N

ÀN

ÁN

Sau đó chuẩn độ lượng Ag còn lại bằng dung dịch chuẩn NH4SCN theo phương pháp Volhard trực tiếp. c) Phương pháp chỉ thị hấp phụ - Phương pháp Fajan - Hiện tượng hấp phụ trong quá trình chuẩn độ Trong quá trình chuẩn độ các kết tủa có xu hướng hoá keo, nhất là các halogenua bạc. Kết tủa keo có khả năng hấp phụ các ion trên bề mặt của nó, nhất là các ion tạo kết tủa có trong dung dịch nên sẽ tạo ra các hạt keo tích điện cùng dấu đẩy nhau.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

10 00

⃗⃗⃗ Ở gần điểm tương đương hay tại điểm tương đương khi nhỏ giọt cuối cùng thấy dung dịch nhuộm màu đỏ hồng, ta sẽ kết thúc chuẩn độ vì khi đó tạo ra kết tủa Fe(SCN)3 đỏ.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

phản ứng như sau:

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

TR ẦN

H Ư

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

- Phương pháp này dùng trong môi trường trung tính và kiềm yếu, pH= 6,5 ÷ 10. Vì trong môi trường axit thì kết tủa Ag2CrO4 sẽ bị tan và trong môi trường kiềm mạnh sẽ tạo thành oxyt và hydroxyt bạc. - Cần phải loại bỏ các ion cản trở như Ba2+, Pb2+, Bi3+ vì chúng tạo kết tủa với CrO42-. Hay S2-, SO42-, PO43-, C2O42- kết hợ với Ag+ tạo ra kết tủa. - Phương pháp này chỉ dùng đê xác định Cl- và Br- mà không được dùng để xác định I- và SCN- vì khó nhận biết điểm kết thúc phản ứng do hiện tượng hấp phụ và tạo thành các hệ keo. - Độ nhạy của chất chỉ thị giảm khi tăng nhiệt độ do độ tan của Ag2CrO4 tăng, vì vậy phải chuẩn độ ở nhiệt độ thấp. - Dung dịch chuẩn AgNO3 luôn đựng ở buret, không đựng ở bình tam giác b) Phương pháp Volhard Phương pháp này dùng để định phân dung dịch AgNO3 bằng dung dịch NH4SCN chuẩn với chỉ thị Fe3+ dạng phèn FeNH4(SO4)2.12H2O 1M. Khi chuẩn độ thường dùng 1-2 mL dung dịch phèn sắt trên 100 mL hỗn hợp chuẩn độ). - Quá trình chuẩn độ + Nhỏ dần dung dịch chuẩn NH4SCN vào dung dịch AgNO3, có chứa chỉ thị Fe3+,

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

Ví dụ: chuẩn độ dung dịch KI bằng dung dịch AgNO3 ta thấy rằng: + Trước điểm tương đương, trong dung dịch có dư ion I-, khi đó kết tủa AgI sẽ hấp phụ mạnh ion I- tạo ra các hạt keo tích điện âm:

⃗⃗⃗ + Sau điểm tương đương trong dung dịch có dư ion Ag+, khi đó kết tủa AgI sẽ hấp phụ mạnh ion Ag+ tạo ra các hạt keo tích điện dương:

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

Chỉ thị fluritxein chỉ dùng trong môi trường trung tính vì trong môi trường axit làm giảm sự phân li của chỉ thị thành anion. Nếu chuẩn độ trong môi trường axit thì dùng eosin tốt hơn vì nó là axit mạnh hơn.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

10 00

 {[(AgCl)n].Ag}+.Ind- + NO3{[(AgCl)n].Ag}+.NO3- + Ind-  Màu trắng màu hồng

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ẠO

H Ư

TR ẦN

AgCl mang điện dương, anion của chỉ thị bị hấp phụ trên bề mặt kết tủa của nó có màu hồng.

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

-Chất chỉ thị hấp phụ Chất chỉ thị hấp phụ là những chất màu hữu cơ điện ly yếu, do đó trong dung dịch chúng phân ly yếu thành ion. Theo Fajans, các anion của chỉ thị khi bị hấp phụ lên bề mặt kết tủa tích điện dương sẽ bị biến dạng và thay đổi màu. Dựa vào tính chất này có thể xác định được điểm tương đương. Các chất chỉ thị thường dùng là fluoretxein và các dẫn xuất của nó như eosin. Ví dụ: fluoretxein là chất thuốc nhuộm hữu cơ, anion của nó có màu xánh lục. Khi chưa đến điểm tương đương, bề mặt AgCl mang điện âm nên không hấp phụ anion fluritxein, dung dịch có màu xanh lục. Sau điểm tương đương, khi thừa 1 giọt AgNO3, bề mặt kết tủa

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

⃗⃗⃗

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

IỄ N

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ÀN

ÁN

7- Tính độ tan của CaSO4, biết tích số tan của nó ở 25oC là TCaSO4= 9,1.10-6 8- Tính độ tan của CaSO4 trong dung dịch K2SO4 0,02M và so sánh với độ tan của nó trong nước là S = 3.10-3, biết TCaSO4= 9,1.10-6. 9- Tính độ tan của BaSO4 trong dung dịch Na2SO4 0,01M và so sánh với độ tan của nó trong nước là S =1,05.10-5, biết TBaSO4= 1,03.10-10. 10- Tính độ tan của Ag2S trong nước. Biết rằng TAg2S =6,3.10-50 và bỏ qua sự tương tác S2- và H+ trong dung dịch. 11- Dung dịch AgNO3 0,001M có thể tích là 500ml, người ta thêm vào dung dịch đó 1ml Na2S 0,001M. Hãy xác định có kết tủa xuất hiện không ? ChoTAg2S= 6,3.10-50. 12- Người ta kết tủa ion Ba2+ trong 100ml dung dịch BaCl2 0,01M bằng dung dịch 10ml Na2SO4 0,1M. Hỏi có kết tủa hình thành không? Biết TBaSO4=1,03.10-10.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

-L

Í-

10 00

1- Trình bày quy tắc tích số tan và thiết lập quan hệ giữa độ tan và tích số tan. 2- Trình bày nguyên tắc và đặc điểm của phương pháp Mohr. 3- Trình bày các yếu tố ảnh hưởng đến độ tan của kết tủa 4- Nêu bản chất và ứng dụng của kết tủa phân đoạn. 5- Trình bày nguyên nhân làm cho kết tủa không tinh khiết. 6- Tính tích số tan của BaSO4 ở 200oC, biết rằng 100ml dung dịch này bão hòa tại nhiệt độ đó chứa 0,245mg BaSO4.

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

Câu hỏi và bài tập chương 6

TR ẦN

H Ư

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của phép chuẩn độ với chất chỉ thị hấp phụ: + Tính hấp phụ chọn lọc của chất chỉ thị: Trường hợp lý tưởng nhất là chất chỉ thị đổi màu ngay sau điểm tương đương khi điện tích kết tủa vừa đổi dấu. Nhưng điều này tuỳ thuộc vào lực ion của chất màu và ion lưới. Sự hấp phụ không chỉ phụ thuộc vào tương tác tĩnh điện mà còn phụ thuộc và sự phân cực của các chất. Vì vậy có sự hấp phụ cạnh tranh giữa anion của chất màu với anion lưới. Khi đó sự đổi màu có thể xảy ra ở trước điểm tương đương. + Ảnh hưởng của pH: chất màu bị hấp phụ chủ yếu ở dạng anion mà nồng độ của nó phụ thuộc vào pH, do đó khi chuẩn độ phải duy trì pH thích hợp sao cho nồng độ anion đủ lớn để bảo đảm cân bằng hấp phụ và sự đổi màu rõ. + Tính chất bề mặt của kết tủa: Sự hấp phụ phụ thuộc nhiều vào bề mặt của pha rắn. Nếu kết tủa bị đông tụ khi chuẩn độ thì chất chỉ thị hấp phụ sẽ kém tác dụng. Cần tránh sự có mặt của các ion kim loại đa hoá trị (như Al3+, Fe3+) có tác dụng làm đông tụ mạnh kết tủa. Để tránh hiện tượng đông tụ có thể cho vào hỗn hợp chuẩn độ một chất keo bảo vệ. Ví dụ: khi chuẩn độ Cl- có thể cho dextrin, gelatin. Không chuẩn độ các dung dịch quá đặc vì sự đông tụ sẽ xảy ra dễ dàng hơn (nồng độ chuẩn độ không được quá 0.025M).

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon https://plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon http://daykemquynhon.blogspot.com

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Email Order - PDF ebook : daykemquynhonbusiness@gmail.com

IỄ N

ÀN

ÁN

-L

Í-

10 00

TR ẦN

H Ư

ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

http://daykemquynhon.ucoz.com

U Y

13- Người ta kết tủa ion Ag + trong 100ml dung dịch AgNO3 0,01M bằng dung dịch 5ml NaCl 0,1M. Hỏi có kết tủa hình thành không? Biết TAgCl= 10-10. 14- Tính thể tích dung dịch AgNO3 0,2N phải thêm vào 100 mL dung dịch chứa 0,1g KCl và 0,1g KBr để làm kết tủa hoàn toàn ion Cl- và Br- có trong dung dịch. 15- Khi làm kết tủa ion SO42- từ 100 mL dung dịch H2SO4 người ta thu được 0,466g BaSO4. Tính nồng độ đương lượng của axit này. 16- Kết tủa nào sẽ xuất hiện trước khi thêm từ từ dung dịch AgNO3 vào dung dịch chứa các ion Cl-, Br- cùng nồng độ. Biết TAgCl= 1,8.10-10 và TAgBr= 7,7.10-13 ở 25oC. 17- Tính nồng độ ion Br- và Ag+ trong dung dịch khi chuẩn độ 100mL KBr 0,1M bằng dung dịch AgNO3 0,1M sau khi thêm 50; 90; 99; 99,8; 100; 101,1; 101,2; 110 mL dung dịch chuẩn. TAgBr= 7,7.10-13 ở 25oC.

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial