Bài giảng Hóa phân tích - Bài 3: Phương pháp phân tích thể tích

BÀI 3
PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH
 Nội dung của phân tích thể tích:
Phương pháp phân tích dựa trên
việc đo lượng thuốc thử cần dùng để
phản ứng vừa đủ với một lượng đã cho
của chất xác định gọi là phản ứng
chuẩn độ thể tích.
 Ưu điểm của phương pháp:
NHANH
Chuẩn độ
Chất xác định “thường cho vào erlen”
Chất thuốc thử (chất chuẩn độ - đã biết nồng
độ chính xác) “thường cho vào buret”
Yêu cầu đối với phản ứng chuẩn độ:
- Xảy ra nhanh.
- Xảy ra hoàn toàn. Không có phản ứng phụ.
- Phải theo một tỷ lệ hợp thức.
- Phải có cách xác định điểm tương đương.
Điểm tương đương: Số đương lượng gam
của dung dịch chuẩn độ bằng với số đương
lượng gam của chất cần xác định.
Điểm kết thúc:
Điểm kết thúc chuẩn độ (điểm dừng) là
thời điểm mà phép chuẩn độ kết thúc
tương ứng theo sự thay đổi các đặc trưng
của chất chỉ thị. Có thể không trùng điểm
tương đương nhưng điểm kết thúc phải
nằm trong lân cận điểm tương đương.
Cách xác định điểm tương đương:
• Dùng chất chỉ thị (là chất có khả năng biến
đổi màu ở lân cận điểm tương đương)
• Dựa vào sự thay đổi đột ngột của các
thông số hóa – lý: pH, hiệu điện thế, độ
dẫn điện, cường độ hấp thu ánh sáng ...
CÁC KỸ THUẬT CHUẨN ĐỘ
1. Chuẩn độ trực tiếp: Cho trực tiếp thuốc thử vào
một thể tích chính xác chất cần xác định.
Ví dụ: Xác định hàm lượng NaCl trong nước biển:
Cho trực tiếp thuốc thử AgNO3 vào V thể tích
nước biển (chỉ thị là K2CrO4)
CÁCH TÍNH KẾT QUẢ
Bài toán:
Hút chính xác V (mL) chế phẩm A (hoặc
cân chính xác a gam chế phẩm A) pha
thành Vđ.m dd trong bình định mức. Lấy V1
mL dd này đem chuẩn độ bằng dd chuẩn độ
B có nồng độ CN2 hết V2 mL. Xác định nồng
độ % chế phẩm (hoặc hàm lượng % của chế
phẩm)?
- Nồng độ của dung dịch A trong bình định
mức:
- Khối lượng chất tan A có trong 1 lít dd (đã
pha trong bình định mức):
P(g/L)=CN1.EA
- Khối lượng chất tan A có trong thể tích đã
định mức Vđ.m.(mL) dung dịch:
1
22
12211
.
..
V
VC
CVCVC NNNN 
dm
AN
dmct V
EC
V
lgP
m .
1000
.
.
1000
)/( 1 
- Nồng độ % của chế phẩm trong mẫu lỏng
khi biết V(mL) mẫu lỏng được pha loãng và
định mức thành Vđ.m:
- Tính hàm lượng (%) của chế phẩm trong
mẫu rắn khi biết lượng mẫu rắn a(g) được
hòa tan và chuyển hoàn toàn thành Vđ.m
(mL):
100
1000
100(%)
.1 
V
VEC
V
m
C
mđANct
1 .(%) 100 100
1000
N A đ mct
C E Vm
a a
2. Chuẩn độ ngược (Thừa trừ)
Cho một thể tích chính xác và hơi dư
dung dịch chuẩn độ tác dụng với một
thể tích chính xác dung dịch cần định
lượng. Sau đó chuẩn độ thuốc thử dư
bằng một dung dịch chuẩn độ khác.
Ví dụ: Cân a gam CaCO3 rồi cho vào đó 1
lượng dư HCl, sau đó xác định lượng HCl dư
bằng dung dịch chuẩn NaOH sẽ biết được
lượng HCl đã phản ứng với CaCO3
CÁCH TÍNH KẾT QUẢ
Bài Toán: Giả sử lấy VA mL chất cần xác
định A thêm VB mL dung dịch chuẩn B có
nồng độ CNB, (dung dịch chuẩn B cho thừa),
chuẩn độ chất B còn lại hết VC mL dung dịch
chuẩn C có nồng độ CNC. Tính nồng độ CNA và
C(%) của dung dịch.
- Nồng độ đương lượng của dung dịch A:
CNBVB = CNAVA + CNCVC hay CNAVA = CNBVB - CNCVC
-Nồng độ C% (kl/tt) của dung dịch A:
A
CNBN
N
V
VCVC
C CB
A
)( 
( )
(%) 100 100
1000
B CN B N C A
A A
C V C V Em
C
V V
3. Chuẩn độ thế (gián tiếp): Xác định
chất cần xác định thông qua việc xác định
chất sản phẩm tạo thành từ 1 phản ứng
hóa học.
Ví dụ: Định lượng K2Cr2O7 bằng cách cho
K2Cr2O7 tác dụng với KI dư trong môi trường
acid để giải phóng 1 lượng tương đương iod.
K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 = 3I2 + Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 7H2O
Định lượng I2 giải phóng bằng Na2S2O3
I2 + 2Na2S2O3 = 2 NaI + Na2S4O6
Định lượng K2Cr2O7 được thay thế bằng định
lượng iod.
PHA DUNG DỊCH CHUẨN ĐỘ
Dung dịch chuẩn: là một thuốc thử có nồng
độ biết trước được dùng để chuẩn độ.
Có 3 cách pha dung dịch chuẩn
1.Pha từ ống chuẩn
Người ta đã tính toán và pha (cân) sẵn 1 lượng
chính xác hóa chất tinh khiết cho vào ống
chuẩn. Người sử dụng chỉ cần pha theo chỉ
dẫn.
Ví dụ: nhãn ống chuẩn pha HCl 0,1 N của
Viện kiểm nghiệm- Bộ y tế.
VIỆN KIỂM NGHIỆM – BỘ Y TẾ
Ống chuẩn độ Acid hydrocloric
HCl 0,1 N
Pha vừa đủ 1000 ml
Số SX: Hạn dùng:
2. Pha từ chất chuẩn gốc
Chất chuẩn gốc: là chất phải đảm bảo các yêu
cầu sau:
- Có phân tử lượng lớn, có thành phần hoá
học đúng với công thức ghi trên nhãn.
- Không bị phân hủy trong các điều kiện
thông thường.
- Đạt độ tinh khiết theo yêu cầu ( 99,95%):
độ tinh khiết phân tích.
Bước 1: Tính lượng hóa chất cần pha để đạt
nồng độ theo yêu cầu
. .
1000
. 1000
ct N dd
N ct
dd
m C EV
C x m
EV
Bước 2: Cân chính xác lượng hóa chất đã tính
và pha trong bình định mức.
Ví dụ: Pha 100,0 mL dung dịch H2C2O4
0,100N từ chất gốc H2C2O4.2H2O
Bước 1: Tính toán
Đương lượng:
Lượng cân acid oxalic:
03,63
2422
M
E OCH
1000
. dd
ct
N
VE
m
C 
g
VEC
m ddNOHOCH 6303,0
1000
100.03,63.1,0
1000
..
2422 2.
Bước 2: Pha dung dịch – Cân chính xác
0,6303g, hòa tan rồi chuyển vào bình định
mức 100,00mL sau đó định mức đến vạch.
3. Pha từ chất không phải là gốc
Cách tính toán và pha cũng tương tự như
trường hợp chất chuẩn gốc. Nhưng dung dịch
thu được sẽ có nồng độ gần đúng so với yêu
cầu. Cần phải xác định lại nồng độ để biết
nồng độ chính xác.
Ví dụ: Pha 1000 mL dung dịch NaOH 1N
Bước 1: Tính toán
)(40
1000
1000401
1000
g
xxxExVC
m ddNNaOH 
Bước 2: Pha dung dịch
- Cân chính xác 40,00 g NaOH
- Hoà tan và điền đầy đủ bằng nước cất trong
bình định mức 1000 mL.
- Dung dịch chuẩn độ thu được có nồng độ
khoảng 1N. Nồng độ chính xác của dung dịch
này được xác định bằng dung dịch acid oxalic
đã biết nồng độ.
Bước 3: Hiệu chỉnh nồng độ dung dịch
Nếu NT > NLT: dung dịch pha có nồng độ
lớn hơn nồng độ chuẩn mong muốn.
Phải tiến hành hiệu chỉnh bằng cách
thêm nước.
Thể tích nước cần thêm được tính theo
công thức:
VDM(H2O) = (NT/NLT - 1,000).Vhc
Nếu NT < NLT; dung dịch pha có nồng độ nhỏ
hơn nồng độ chuẩn mong muốn. Cần phải
hiệu chỉnh bằng cách thêm hóa chất cần pha
vào.
Lượng hóa chất cần thêm vào ứng với
Vhc mL dung dịch cần hiệu chỉnh được tính
theo công thức:
(1,000 )
1000
T
LT
LT
hc
N
N E
N
m V