Chương 4: Phương pháp chuẩn độ kết tủa | Bài giảng môn Hóa phân tích | Đại học Bách khoa hà nội

Sự hấp phụ & cộng kết của kết tủa không làm sai kết quả phân tích. Tài liệu trắc nghiệm môn Hóa phân tích giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!

05/26/20
1
Cơ sở Hóa học phân tích
học phần: CH3330 và CH3331
Khối lượng: 3 (3-1-0-6)
Lý thuyết: 45 tiết
Bài tập: 15 tiết
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 1
sở Hóa học phân tích
PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG
CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HÓA HỌC
Phần I: Nhóm các phương pháp phân tích
thể tích (PTTT)
Chương 1: Đại ơng v các PP PTTT
Chương 2: Phương pháp chuẩn độ axit bazơ
Chương 3: PP chuẩn độ phức chất
Chương 4: Phương pháp chuẩn độ kết tủa
Chương 5: Phương pháp chuẩn độ oxy hóa
khử
Phần II: Phương pháp phân tích khối lượng
Chương 6: Phương pháp phân tích khối lượng
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 2
sở Hóa học phân tích
Tài liệu tham khảo
Tiếng Việt:
1. Bài giảng
2. Trần Bính (1997), Bài giảng chuẩn hóa học phân
tích. NXB ĐHBKHN
3. Hoàng Minh Châu, Từ Văn Mặc, Từ Vọng Nghi
(2002), Cơ sở hóa học phân tích. NXB KHKT
4. Trần Tứ Hiếu (2002), Hóa học phân tích, NXB
ĐHQGHN
5. Nguyễn Tinh Dung (2007), Hóa học phân tích Phần
III, NXB GD
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 3
sở Hóa học phân tích
Tài liệu tham khảo
Tiếng Anh:
1. Douglas A. Skoog, Donald M. West, F. James Holler,
Stanley R. Crouch (2004), Fundamentals of Analytical
Chemistry, 8th edition, Thomson, USA.
2. Daniel C. Harris (2006), Quantitative analytical
chemistry, 7th edition. W. H. Freeman, New York
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 4
Chương 4: Phương pháp chuẩn đ kết tủa
Phương pháp chuẩn độ kết tủa một phương pháp
PTTT dựa vào phản ứng tạo hợp chất ít tan (kết tủa)
để xác định nồng độ ion chất cần phân tích hoặc nồng
độ thuốc thử.
Yêu cầu của phản ứng kết tủa dùng trong phương
pháp chuẩn độ kết tủa:
- Kết tủa tạo thành thực tế không tan (độ tan rất nhỏ -
T 10
-10
)
- Phản ứng xảy ra nhanh & hợp thức
- Sự hấp phụ & cộng kết của kết tủa không làm sai
kết quả phân tích.
- Phản ứng phải khả năng xác định ĐTĐ
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 5
V.1. Cân bằng dị thể
5.1.1. Tích số tan và độ tan
a. Quy luật tích số tan
mA
n+
+ nB
m-
A
m
B
n
(mA + nB A
m
B
n
)
Biểu thức tích số tan của kết tủa A
m
B
n
là:
A
m
B
n
chất khó tan (tức nồng độ của các ion A
B trong dung dịch bão hòa rất nhỏ):
T chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 6
Chương 4: Phương pháp chuẩn đ kết tủa
n
B
m
ABA
aaT
nm
nm
BA
BAT
nm
][][
1
2
3
4
5
6
05/26/20
2
NGUYN XUÂN TRƯNG ANACHEM SCE HUST 1
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST
7
V.1. Cân bằng dị thể
5.1.1. Tích số tan và độ tan
a. Quy luật ch số tan
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 8
Chương 4: Phương pháp chuẩn đ kết tủa
[A]
m
[B]
n
< T(A
m
B
n
) Chưa hình thành
kết tủa
Dung dịch chưa
bão a
[A]
m
[B]
n
= T(A
m
B
n
) Chưa hình thành
kết tủa
Dung dịch bão hòa
[A]
m
[B]
n
> T(A
m
B
n
) Tạo thành kết tủa Dung dịch quá bão
hòa
V.1. Cân bằng dị thể
5.1.1. Tích số tan và độ tan
b. Quan hệ giữa độ tan và ch số tan
Độ tan (s) của một chất nồng độ của chất đó
trong dung dịch bão hòa (ở một nhiệt độ nhất định)
Độ tan (s) ch số tan (T) những đại lượng đặc
trưng cho dung dịch o hòa, thể nh được s từ
T ngược lại.
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 9
Chương 4: Phương pháp chuẩn đ kết tủa
[mol/l] )(
nm
nm
BA
nm
nm
T
BAs
nm
V.1. Cân bằng dị thể
5.1.1. Tích số tan và độ tan
b. Quan hệ giữa độ tan và ch số tan
dụ 1: Tính độ tan của CaSO
4
ở 20
0
C biết T của
CaSO
4
tại nhiệt độ này 9,110
-6
.
dụ 2: Tính ch số tan của BaSO
4
ở 20
o
C, nếu
biết rằng 100 ml dung dịch bão hòa tại nhiệt độ này
chứa 0,245 mg BaSO
4
.
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 10
Chương 4: Phương pháp chuẩn đ kết tủa
V.1. Cân bằng dị thể
5.1.2. Sự kết tủa hoàn toàn sự hòa tan kết tủa
Khi kết tủa 1 ion nào đó, kết tủa hết ion đó
(mong muốn) nghĩa là ion đó chuyển hoàn toàn
vào kết tủa, không còn lại trong dung dịch.
Về mặt thuyết t không th kết tủa hoàn toàn
1 ion nào đó. Trong thực tế 1 ion nào đó coi
kết tủa hoàn toàn khi nồng độ cân bằng của
trong dung dịch (sau khi kết tủa) khá nhỏ
không ảnh hưởng đến quá trình phân tích tiếp
theo. Thông thường là 10
-6
mol/l (tương đương
với sai số của cân phân tích 10
-4
g)
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 11
Chương 4: Phương pháp chuẩn đ kết tủa
V.1. Cân bằng dị thể
5.1.3. Những yếu tố ảnh hưởng đến độ tan
a. Ảnh hưởng của ion lạ: hiệu ứng muối
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 12
Chương 4: Phương pháp chuẩn đ kết tủa
nmn
B
m
A
n
B
m
ABA
BAffaaT
nm
][][
[mol/l] )(
nm
nmn
B
m
A
BA
nm
nmff
T
BAs
nm
1
z
2
1
lg
2
i
i
f
Cz
2
1
i
2
i
i
Trong dung dịch ion lạ lực ion  h số
hoạt độ f độ tan s
7
8
9
10
11
12
05/26/20
3
V.1. Cân bằng dị thể
5.1.3. Những yếu tố ảnh hưởng đến độ tan
b. Ảnh hưởng của ion chung
Nếu thêm ion của kết tủa vào dung dịch bão hòa
của kết tủa đó, tích số ion sẽ lớn hơn tích số tan,
nên cân bằng sẽ chuyển dịch về phía tạo thêm
kết tủa làm giảm độ tan của nó.
dụ: Tính độ tan của BaSO
4
trong dung dịch
Na
2
SO
4
0,01M và so sánh với độ tan của
trong nước.
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 13
Chương 4: Phương pháp chuẩn đ kết tủa
V.1. Cân bằng dị thể
5.1.3. Những yếu tố ảnh hưởng đến độ tan
c. Ảnh hưởng của pH và chất tạo phức đến độ
tan của kết tủa, tích số tan điều kiện.
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 14
Chương 4: Phương pháp chuẩn đ kết tủa
Phản ứng tạo kết tủa:
mM + nA M
m
A
n
Giả sử ion tạo kết tủa M và A trong dung dịch tham
gia phản ứng phụ. Trong đó:
M tham gia tạo phức với ion lạ L (hoặc tạo phức
hidroxo với ion OH
-
)
A (là anion của axit yếu) bị proton hóa để tạo
thành các dạng axit liên hợp
][][
nm
MA
AMT
n
c. nh hưởng của pH chất tạo phức đến độ
tan của kết tủa, tích số tan điều kiện
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM SCE – HUST 15
M có phản ứng tạo phức phụ với ion lạ L:
M + L ML
ML + L ML
2
ML
k-1
+ L ML
k
quá trình proton hóa của A :
H
+
+ A HA K
am
-1
H
+
+ HA H
2
A K
a(m-1)
-1
H
+
+ H
(m-1)
A H
m
A K
a1
-1
2
2
[ML ]
[ML].[L]
1
[ML]
[M].[L]
]][[
][
1
LML
ML
k
k
k
c. nh hưởng của pH chất tạo phức đến độ
tan của kết tủa, tích số tan điều kiện
16NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM SCE – HUST
Gọi [M]’ và [A]’ là tổng nồng độ các dạng ion và phân tử của
M và A tan trong dung dịch;
Khi đó, tích số điều kiện được định nghĩa là:
Với [M]’ = [M] + [ML] + [ML
2
] + … + [ML
k
] (1)
α
M(L)
]'[]'[
' nm
AM
AMT
nm
c. nh hưởng của pH chất tạo phức đến độ
tan của kết tủa, tích số tan điều kiện
)[L]... [L] [L]1]([]'[
][...][][][]'[
k
k1,
2
1,21,1
2
MM
MLMLMLMM
k
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM SCE – HUST 17
Gọi [M]’ và [A]’ là tổng nồng độ các dạng ion và phân tử của
M và A tan trong dung dịch;
Khi đó, tích số điều kiện được định nghĩa là:
[A]’ = [A] + [HA] + … + [H
m
A] (2)
]'[]'[
' nm
AM
AMT
nm
)
...
][
...
][][
1]([]'[
1)1()1(
2
amaam
m
maamam
KKK
H
KK
H
K
H
AA
α
A(H)
'
n
)(
m
)(
'
nm
nm
AM
AM
HYLMAM
nm
T
s
TT
nm
nm
nm
c. nh hưởng của pH chất tạo phức đến độ
tan của kết tủa, tích số tan điều kiện
18NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM SCE – HUST
13
14
15
16
17
18
05/26/20
4
V.1. Cân bằng dị thể
5.1.3. Những yếu tố ảnh hưởng đến độ tan
c. Ảnh hưởng của pH và chất tạo phức đến độ
tan của kết tủa, tích số tan điều kiện.
dụ 1: BT 6/53
Tính độ tan của CaF
2
trong dung dịch HCl 10
-3
M.
Biết K
HF
= 6 10
-4
; T(CaF
2
) = 410
-11
.
dụ 2: Tính độ tan của CuS trong nước. Biết T
CuS
= 6,310
-36
; H
2
S có pK
a1
= 7,0 và pK
a2
= 15; hằng
số bền tổng cộng của các phức giữa Cu
2+
OH
-
lần lượt 10
7
, 10
13,68
, 10
17
, 10
18,5
.
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 19
Chương 4: Phương pháp chuẩn đ kết tủa
V.1. Cân bằng dị thể
5.1.3. Những yếu tố ảnh hưởng đến độ tan
c. Ảnh hưởng của pH và chất tạo phức đến độ
tan của kết tủa, tích số tan điều kiện.
dụ 3: Tính độ tan của BaSO
4
trong dung dịch
muối dinatri của EDTA nồng độ 10
-2
M có pH = 10.
Biết T(BaSO
4
) = 1,110
-10
; hằng số bền của phức
BaY
2-
10
7,87
. Bỏ qua sự tạo phức hidroxo giữa
Ba
2+
OH
-
. H
4
Y có pK
a1
= 2; pK
a2
= 2,67; pK
a3
=
6,27; pK
a4
= 10,95.
ĐS: 2,2710
-3
M
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 20
Chương 4: Phương pháp chuẩn đ kết tủa
Phản ứng tạo kết tủa :
M + nA MA
n
Phản ứng tạo phức:
M + A MA
1
MA + A MA
2
2
MA
(p-1)
+ A MA
p
p
]][[
n
MA
AMT
n
d. Ảnh hưởng của sự tạo phức với ion của kết tủa
)[A]... [A] [A]
][
1
(]'[
)[A]... [A] [A]1(
][
]'[
][...][][][]'[
n)-(p
p1,
n)-(2
1,2
n)-(1
1,1
p
p1,
2
1,21,1
2
n
MA
n
MA
p
A
TMs
A
T
sM
MAMAMAMsM
n
n
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM SCE – HUST
21
Với n = 1, ta có:
Phản ứng tạo kết tủa :
M + A MA
Phản ứng tạo phức:
M + A MA*
1
MA + A MA
2
2
MA
(p-1)
+ A MA
p
p
d. Ảnh hưởng của sự tạo phức với ion của kết tủa
(1) )[A]... [A]
][
1
(
1)-(p
p1,1,21,1
A
Ts
MA
]][[ AMT
n
MA
22
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM SCE – HUST
Với n = 1, ta có:
Giả thiết trong dung dịch chỉ tồn tại chủ yếu các
phức MA* MA
2
, vì nồng độ của A do kết tủa
phân ly ra thường không lớn, ta có:
Từ (2) có thể tìm được [A]
min
để độ tan của kết
tủa MA là nhỏ nhất, tức ds/d[A] = 0. Ta có:
d. Ảnh hưởng của sự tạo phức với ion của kết tủa
(2) [A])
][
1
(
1,21,1
A
Ts
MA
)2(s
(3)
1
][
1,11,2min
1,2
min
MA
T
A
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM SCE – HUST
23
Với n = 1, ta có:
Giả thiết trong dung dịch chỉ tồn tại chủ yếu các
phức MA* MA
2
, vì nồng độ của A do kết tủa
phân ly ra thường không lớn;
Mặt khác, ta lại có:
d. Ảnh hưởng của sự tạo phức với ion của kết tủa
][2][][
][][][
2
*
2
*
MAMAA
MAMAMs
(phương trình bảo toàn nồng độ của A)
1
][
][
][
[A]
]][[][][][][
2,1
2,1
2
2,12
MA
MA
MA
MA
T
T
Ahay
AT
A
T
AMMMAMA
(phương trình dùng để tính nồng độ cân
bằng của A trong dung dịch)
24
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM SCE – HUST
19
20
21
22
23
24
05/26/20
5
dụ 1: Tính độ tan của AgCl trong ớc. Biết T
AgCl
=
1,7810
-10
, hằng số bền tổng cộng của các phức bạc
clorua là: 10
3,04
10
5,04
.
dụ 2: Tính nồng độ cân bằng Cl
-
để kết tủa AgCl tan ít
nhất, biết Ag
+
tạo phức với Cl
-
với các hằng số sau:
AgCl β
1
= 10
3,04
AgCl
2
-
β
1,2
= 10
5,04
d. Ảnh hưởng của sự tạo phức với ion của kết tủa
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM SCE – HUST
25
V.1. Cân bằng dị thể
5.1.3. Những yếu tố ảnh hưởng đến độ tan
d. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Tích số tan chỉ hằng số ở nhiệt độ xác định.
Do đó nhiệt độ thay đổi thì độ tan thay đổi.
Sự thay đổi của độ tan theo nhiệt độ liên quan
đến hiệu ng nhiệt khi hòa tan:
Quá trình hoà tan là thu nhiệt thì độ tan sẽ tăng theo
nhiệt độ ngược lại.
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 26
Chương 4: Phương pháp chuẩn đ kết tủa
V.1. Cân bằng dị thể
5.1.3. Những yếu tố ảnh hưởng đến độ tan
e. Ảnh hưởng của kích thước hạt kết tủa.
Với cùng một lượng kết tủa, nó sẽ tan nhiều hơn
nếu tồn tại ở dạng hạt nhỏ.
vậy, khi tiến hành kết tủa gắng tạo điều
kiện để thu được kết tủa lớn hạt.
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 27
Chương 4: Phương pháp chuẩn đ kết tủa
V.1. Cân bằng dị thể
5.1.4. Hiện tượng cộng kết kết tủa sau (xem
chương Phương pháp phân tích khối lượng)
5.1.5. Kết tủa keo (xem chương Phương pháp phân
tích khối lượng)
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 28
Chương 4: Phương pháp chuẩn đ kết tủa
Nguyễn X. Trường ANACHEM-SCE-HUST-1/29
5.1.6. Cân bằng giữa 2 anion và 1 cation tạo kết tủa (hoặc 2
cation và 1 anion tạo kết tủa)
Trường hợp 1: Thêm cation M+ vào dung dịch hỗn hợp của A-
X-
[M
+
][A
-
] > T
MA
thì kết tủa MA (1)
[M+][X-] > T
MX
thì kết tủa MX (2)
Nếu (1) thoả mãn trước thì kết tủa MA xuất trước.
Khi c 2 kết tủa MA và MX thì:
MA
MX
A MA T
M
X MX T
+ -
MA
+ -
MX
[M ][A ]=T
[M ][X ]=T
Nguyễn X. Trường ANACHEM-SCE-HUST-1/30
5.1.6. Cân bằng giữa 2 anion và 1 cation tạo kết tủa
(hoặc 2 cation và 1 anion tạo kết tủa)
Giả sử (1) đạt được trước thì khi bắt đầu xuất hiện kết tủa
MX ta có:
Với [X
-
]
0
nồng độ ban đầu của anion X
-
Nếu [A
-
] 10
-6
M thì quá trình kết tủa MA và MX là phân
đoạn.
Ví dụ: BT 3 – SGK/53
+ -
MA
-
MA
0
+ -
MX
0 MX
[M ][A ]=T
T
[A ]=[X] .
T
[M ][X ] =T
25
26
27
28
29
30
05/26/20
6
Nguyễn X. Trường ANACHEM-SCE-HUST-1/31
5.1.6. Cân bằng giữa 2 anion và 1 cation tạo kết tủa (hoặc 2
cation và 1 anion tạo kết tủa)
Trường hợp 2: Thêm anion X- vào dung dịch chứa kết tủa MA
Khi kết tủa MX thì [M
+
].[X
-
] = T
MX
Nếu T
MX
< T
MA
thì dễ dàng kết tủa MX
Nếu T
MX
> T
MA
thì nồng độ X- phải lớn mới kết tủa MX
dụ: Hòa tan ↓BaSO
4
bằng cách chuyển thành ↓BaCO
3
dễ tan
hơn khi thêm dư thuốc thử (NH
4
)
2
CO
3
MA
MX
MA M A T
+
X
MX T
-
MX
-
MA
T
[X ]
[A ] T
V.2. Chuẩn độ kết tủa
V.2.1. Phân loại phương
pháp chuẩn độ kết tủa
a. Phương pháp bạc
Dùng để xác định các
halogenua (Cl
-
, Br
-
, I
-
)
SCN
-
bằng dung dịch
chuẩn AgNO
3
Phản ứng chuẩn độ:
Ag
+
+ X
-
AgX
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 32
V.2. Chuẩn độ kết tủa
V.2.1. Phân loại phương
pháp chuẩn độ kết tủa
b. Phương pháp thủy
ngân I
Dùng để xác định các
halogenua (Cl
-
, I
-
) bằng
dung dịch chuẩn
Hg
2
(NO
3
)
2
Phản ứng chuẩn độ:
Hg
2
2+
+ 2X
-
Hg
2
X
2
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 33
V.2. Chuẩn độ kết tủa
V.2.1. Phân loại phương
pháp chuẩn độ kết tủa
c. Phương pháp chuẩn độ
kẽm
Dùng dung dịch chuẩn
K
4
[Fe(CN)
6
] (có pha lẫn
K
3
[Fe(CN)
6
]) để xác định
nồng độ ion Zn
2+
Phản ứng chuẩn độ:
3Zn
2+
+ 2K
4
Fe(CN)
6
=
K
2
Zn
3
Fe(CN)
6
2
trắng xanh
+ 6K
+
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 34
V.2. Chuẩn độ kết tủa
V.2.2. Phương pháp bạc
Giả sử chuẩn độ V
0
ml dung
dịch chứa ion X
-
(Cl
-
, Br
-
, I
-
hay
SCN
-
) nồng độ C
0
(mol/l)
bằng dung dịch AgNO
3
nồng
độ C (mol/l). Tích số tan của
kết tủa là T
AgX
V.2.2.1. Xây dựng đường định
phân: pX (hoặc pAg) theo thể
tích (V) AgNO
3
thêm vào (hoặc
mức độ định phân F).
F = CV/C
0
V
0
pX + pAg = pT
AgX
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 35
- Phản ứng chuẩn đ
Ag
+
+ X
-
AgX
- Chưa định phân
+ V = 0
+ pX = -lgC
0
- Bắt đầu định phân đến trước ĐTĐ
+ 0 < V < V
C
VC
N
VN
V
0000
VV
CVVC
XpX
ex
0
00
lg]lg[
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST
36
5.2.2.1. Xây dựng đường định phân
31
32
33
34
35
36
05/26/20
7
- Tại ĐTĐ
+ V = V
+
- Sau ĐTĐ
+ V > V
+
VV
VCCV
pTpX
Ag
T
X
AgX
ex
AgX
0
00
lg
][
][
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 37
5.2.2.1. Xây dựng đường định phân
AgX
pTpAgpX
2
1
dụ: xây dựng đường định phân 50,0 ml dung dịch
NaCl 0,1 M bằng dung dịch AgNO
3
0,1 M. T
AgCl
=
1,0 10
-10
V
AgNO3
(ml)
pCl pAg F
0 1,0 - 0
5 1,1 8,9 0,1
25 1,5 8,5 0,5
45 2,3 7,7 0,9
49,5 3,3 6,7 0,99
49,95 4,3 5,7 0,999
50 5,0 5,0 1
50,05 5,7 4,3 1,001
50,5 6,7 3,3 1,01
75 7,8 2,2 1,5
100 8,7 1,3 2
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 38
- pX
đp
(hay pAg
đp
) phụ thuộc o nồng độ tích số tan:
+ C, C
0
càng nhỏ thì bước nhảy càng ngắn ngược lại
+ T
AgX
càng thì bước nhảy càng dài ngược lại. T
AgX
<
10
-10
thì mới xác định được ĐTĐ.
Nhận xét về đường định phân:
NGUYN XUÂN TRƯNG ANACHEM SCE HUST 39
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST
39
a. Phương pháp Mohr
b. Phương pháp Volhard
c. Phương pháp Fajans
5.2.2.2. Các phương pháp xác định điểm cuối
trong phương pháp bạc
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 40
a. Phương pháp Mohr
- Dùng chất chỉ thị tạo kết tủa có màu để xác định
ĐTĐ
- Định phân Cl
-
, Br
-
với CCT với K
2
CrO
4
+ Phản ứng chuẩn độ: Ag
+
+ Cl
-
AgCl
trắng
+ Phản ứng chỉ thị:
2Ag
+
+ CrO
4
2-
Ag
2
CrO
4
đỏ gạch
T =10
-11,95
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST
41
a. Phương pháp Mohr
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 42
37
38
39
40
41
42
05/26/20
8
a. Phương pháp Mohr
- Điều kiện:
+ Tính toán lượng CCT cần dùng đ kết tủa đỏ gạch
xuất hiện tại Đ hoặc lân cận ĐTĐ với ss = 0,1%
+ Môi trường chuẩn độ: 6,5 < pH < 8,5
+ Trong dung dịch không chứa Pb
2+
Ba
2+
+ Không dùng để định phân ion I
-
SCN
-
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST
43
b. Phương pháp Volhard
- Dùng chất ch thị tạo phức màu đặc trưng để
xác định ĐTĐ
- Xác định I
-
, Br
-
, SCN
-
với CCT Fe
3+
+
Phản ứng chỉ thị:
Fe
3+
+ SCN
-
FeSCN
2+
đỏ máu
SCN
-
chuẩn độ trực tiếp; I
-
, Br
-
chuẩn độ ngược
- Điều kiện:
+ M
ôi trường axit (thường dùng HNO
3
> 0,3 M)
+ Khi xác định I- cần cho Ag+ trước rồi mới cho
CCT Fe
3+
để tránh phản ứng:
2Fe
3+
+ 2I
-
2Fe
2+
+ I
2
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 44
- X
ác định Cl
-
, I
-
, Br
-
hay SCN
-
dùng chất chỉ thị
hấp phụ.
- CCT hấp phụ những axit hoặc bazơ hữu
yếu, trong dung dịch thể phân ly thành ion.
Màu dạng ion của CCT hấp phụ khi ở trạng thái
tự do khác với màu khi bị hấp phụ lên bề mặt
kết tủa. Ví dụ: fluorescein, eosin
- Điều kiện:
+ M
ôi trường 6,5 < pH < 8,5
c. Phương pháp Fajans
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 45
dụ: Chuẩn độ Cl
-
với CCT fluorescein
- Trước ĐTĐ: Cl
-
còn
+ dung dịch màu của CCT dạng tự do
+ tạo thành hệ keo âm AgCl/NaCl
{[(mAgCl)nCl
-
, (n-x)Na
+
]xNa
+
}
- Sau ĐTĐ: Ag
+
+ tạo thành hệ keo dương AgCl/NaNO
3
{[(mAgCl)nAg
+
, (n-x)NO
3
-
]xNO
3
-
}
+ kết tủa hấp phụ anion của CCT làm thay đổi màu sắc
của CCT
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST
46
43
44
45
46
| 1/8

Preview text:

05/26/20
Cơ sở Hóa học phân tích
Cơ sở Hóa học phân tích
Mã học phần: CH3330 và CH3331 Tài liệu tham khảo Khối lượng: 3 (3-1-0-6) Tiếng Anh: Lý thuyết: 45 tiết
1. Douglas A. Skoog, Donald M. West, F. James Hol er, Bài tập: 15 tiết
Stanley R. Crouch (2004), Fundamentals of Analytical
Chemistry, 8th edition, Thomson, USA.
2. Daniel C. Harris (2006), Quantitative analytical
chemistry, 7th edition. W. H. Freeman, New York
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 1
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 4 1 4
Cơ sở Hóa học phân tích
Chương 4: Phương pháp chuẩn độ kết tủa PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG
Phương pháp chuẩn độ kết tủa là một phương pháp
CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HÓA HỌC
PTTT dựa vào phản ứng tạo hợp chất ít tan (kết tủa)
Phần I: Nhóm các phương pháp phân tích
để xác định nồng độ ion chất cần phân tích hoặc nồng thể tích (PTTT) độ thuốc thử.
Chương 1: Đại cương về các PP PTTT
Yêu cầu của phản ứng kết tủa dùng trong phương
Chương 2: Phương pháp chuẩn độ axit – bazơ
pháp chuẩn độ kết tủa:
Chương 3: PP chuẩn độ phức chất
- Kết tủa tạo thành thực tế không tan (độ tan rất nhỏ -
Chương 4: Phương pháp chuẩn độ kết tủa T  10-10)
Chương 5: Phương pháp chuẩn độ oxy hóa –
- Phản ứng xảy ra nhanh & hợp thức khử
- Sự hấp phụ & cộng kết của kết tủa không làm sai
Phần II: Phương pháp phân tích khối lượng kết quả phân tích.
Chương 6: Phương pháp phân tích khối lượng
- Phản ứng phải có khả năng xác định ĐTĐ
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 2
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 5 2 5
Cơ sở Hóa học phân tích
Chương 4: Phương pháp chuẩn độ kết tủa V.1. Cân bằng dị thể Tài liệu tham khảo
5.1.1. Tích số tan và độ tan Tiếng Việt: a. Quy luật tích số tan 1. Bài giảng mAn+ + nBm- ⇌ A 
2. Trần Bính (1997), Bài giảng chuẩn hóa học phân mBn (mA + nB ⇌ A ) tích. NXB ĐHBKHN mBn
3. Hoàng Minh Châu, Từ Văn Mặc, Từ Vọng Nghi
Biểu thức tích số tan của kết tủa AmBn là:
(2002), Cơ sở hóa học phân tích. NXB KHKT m n T  a a
4. Trần Tứ Hiếu (2002), Hóa học phân tích, NXB A B A B m n ĐHQGHN
AmBn là chất khó tan (tức là nồng độ của các ion A
5. Nguyễn Tinh Dung (2007), Hóa học phân tích – Phần
và B trong dung dịch bão hòa rất nhỏ): III, NXB GD m n T  [A] [B]
T chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ A B m n
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 3
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 6 3 6 1 05/26/20
Chương 4: Phương pháp chuẩn độ kết tủa N G V.1. Cân bằng dị thể U Y Ễ
5.1.1. Tích số tan và độ tan N X
b. Quan hệ giữa độ tan và tích số tan U Â N
Ví dụ 1: Tính độ tan của CaSO T 4 ở 200C biết T của R Ư CaSO Ờ
4 tại nhiệt độ này là 9,110-6. N G
Ví dụ 2: Tính tích số tan của BaSO4 ở 20oC, nếu –A
biết rằng 100 ml dung dịch bão hòa tại nhiệt độ này N A C chứa 0,245 mg BaSO H 4. E M – S C E – H U S T
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 1 7
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 10 7 10
Chương 4: Phương pháp chuẩn độ kết tủa
Chương 4: Phương pháp chuẩn độ kết tủa V.1. Cân bằng dị thể V.1. Cân bằng dị thể
5.1.1. Tích số tan và độ tan
5.1.2. Sự kết tủa hoàn toàn và sự hòa tan kết tủa a. Quy luật tích số tan
• Khi kết tủa 1 ion nào đó, kết tủa hết ion đó
[A]m[B]n < T(AmBn) Chưa hình thành Dung dịch chưa
(mong muốn) nghĩa là ion đó chuyển hoàn toàn kết tủa bão hòa
vào kết tủa, không còn lại trong dung dịch.
[A]m[B]n = T(AmBn) Chưa hình thành Dung dịch bão hòa kết tủa
• Về mặt lý thuyết thì không thể kết tủa hoàn toàn [A]m[B]n > T(A
1 ion nào đó. Trong thực tế 1 ion nào đó coi là mBn) Tạo thành kết tủa Dung dịch quá bão hòa
kết tủa hoàn toàn khi nồng độ cân bằng của nó
trong dung dịch (sau khi kết tủa) là khá nhỏ
không ảnh hưởng đến quá trình phân tích tiếp
theo. Thông thường là 10-6 mol/l (tương đương
với sai số của cân phân tích 10-4 g)
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 8
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 11 8 11
Chương 4: Phương pháp chuẩn độ kết tủa
Chương 4: Phương pháp chuẩn độ kết tủa V.1. Cân bằng dị thể V.1. Cân bằng dị thể
5.1.3. Những yếu tố ảnh hưởng đến độ tan
5.1.1. Tích số tan và độ tan
a. Ảnh hưởng của ion lạ: hiệu ứng muối
b. Quan hệ giữa độ tan và tích số tan m n m n m n T  a a  f f [A] [B] A B A B A B m n
Độ tan (s) của một chất là nồng độ của chất đó TA B
trong dung dịch bão hòa (ở một nhiệt độ nhất định) s(A B )  mn m n [ mol/l] m n m n m n f f m n
Độ tan (s) và tích số tan (T) là những đại lượng đặc A B 2
trưng cho dung dịch bão hòa, có thể tính được s từ 1 z  lg i f   T và ngược lại. i 2 1  T 1 2 s(A B )   mn A B m n  [ mol/l] z C i i m n m n m n 2 i
Trong dung dịch có ion lạ  lực ion   hệ số
hoạt độ f  độ tan s
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 9
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 12 9 12 2 05/26/20
c. Ảnh hưởng của pH và chất tạo phức đến độ
Chương 4: Phương pháp chuẩn độ kết tủa
tan của kết tủa, tích số tan điều kiện V.1. Cân bằng dị thể
– M có phản ứng tạo phức phụ với ion lạ L:
5.1.3. Những yếu tố ảnh hưởng đến độ tan M + L ⇌ ML [ML]   1
b. Ảnh hưởng của ion chung [M].[L] [ML ]
• Nếu thêm ion của kết tủa vào dung dịch bão hòa ML + L ⇌ ML 2 2   2 [ML].[L]
của kết tủa đó, tích số ion sẽ lớn hơn tích số tan, … [ML ] k
nên cân bằng sẽ chuyển dịch về phía tạo thêm MLk-1 + L ⇌ MLk   k [ML ][L] k 1 
kết tủa và làm giảm độ tan của nó.
• Ví dụ: Tính độ tan của BaSO
– Có quá trình proton hóa của A : 4 trong dung dịch Na H+ + A ⇌ HA K -1
2SO4 0,01M và so sánh với độ tan của nó am trong nước. H+ + HA ⇌ H -1 2A Ka(m-1) … H+ + H -1 (m-1)A ⇌ HmA Ka1
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 13
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 16 13 16
c. Ảnh hưởng của pH và chất tạo phức đến độ
Chương 4: Phương pháp chuẩn độ kết tủa
tan của kết tủa, tích số tan điều kiện V.1. Cân bằng dị thể
• Gọi [M]’ và [A]’ là tổng nồng độ các dạng ion và phân tử của
5.1.3. Những yếu tố ảnh hưởng đến độ tan M và A tan trong dung dịch;
c. Ảnh hưởng của pH và chất tạo phức đến độ
• Khi đó, tích số điều kiện được định nghĩa là:
tan của kết tủa, tích số tan điều kiện. ' T  [M ']m[ ' A ]n M A m n
Với [M]’ = [M] + [ML] + [ML2] + … + [MLk] (1)
[M ']  [M ]  [ML] [ML ]  ... [ML ] 2 k [M ']  [M ] 1 (   [L]
  [L]2  . ..  [L]k ) 1,1 1,2 1,k αM(L)
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 14
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 17 14 17
c. Ảnh hưởng của pH và chất tạo phức đến độ
c. Ảnh hưởng của pH và chất tạo phức đến độ
tan của kết tủa, tích số tan điều kiện
tan của kết tủa, tích số tan điều kiện
• Phản ứng tạo kết tủa:
• Gọi [M]’ và [A]’ là tổng nồng độ các dạng ion và phân tử của M và A tan trong dung dịch; mM + nA ⇌ M T  [M ]m[ ]n A mAn MAn
• Khi đó, tích số điều kiện được định nghĩa là:
• Giả sử ion tạo kết tủa M và A trong dung dịch có tham ' T  [M ']m[ ' A ]n M A m n
gia phản ứng phụ. Trong đó: và [A]’ = [A] + [HA] + … + [H
• M tham gia tạo phức với ion lạ L (hoặc tạo phức mA] (2) [H  ] [H  ]2 [H  ]m [ ' A ]  [ ] A 1 (    ... ) hidroxo với ion OH-) K K K K K ...K am am a(m ) 1 am a(m ) 1 a1
• A (là anion của axit yếu) bị proton hóa để tạo α ' m n A(H)  T  T 
thành các dạng axit liên hợp M A M ( L) Y ( H ) m n ' T mn M A  s m n 
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 15 M A m n m n m n
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 18 15 18 3 05/26/20
Chương 4: Phương pháp chuẩn độ kết tủa
d. Ảnh hưởng của sự tạo phức với ion của kết tủa V.1. Cân bằng dị thể Với n = 1, ta có:
5.1.3. Những yếu tố ảnh hưởng đến độ tan
– Phản ứng tạo kết tủa :
c. Ảnh hưởng của pH và chất tạo phức đến độ M + A ⇌ MA T  [M ][A ]
tan của kết tủa, tích số tan điều kiện. M n A – Phản ứng tạo phức: Ví dụ 1: BT 6/53 M + A ⇌ MA*  Tính độ tan của CaF 1
2 trong dung dịch HCl 10-3 M. MA + A ⇌ MA  2 2
Biết KHF = 6  10-4; T(CaF2) = 410-11. …
Ví dụ 2: Tính độ tan của CuS trong nước. Biết T MA  CuS (p-1) + A ⇌ MAp p
= 6,310-36 ; H2S có pKa1 = 7,0 và pKa2 = 15; hằng 1 (p 1 - )
số bền tổng cộng của các phức giữa Cu2+ và OH- s  T (     [A] . ..  [A] ) ( 1) MA [ ] 1,1 1,2 1,p A
lần lượt là 107, 1013,68, 1017, 1018,5.
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 19
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 22 19 22
d. Ảnh hưởng của sự tạo phức với ion của kết tủa
Chương 4: Phương pháp chuẩn độ kết tủa Với n = 1, ta có: V.1. Cân bằng dị thể
– Giả thiết trong dung dịch chỉ tồn tại chủ yếu các
5.1.3. Những yếu tố ảnh hưởng đến độ tan
phức MA* và MA2, vì nồng độ của A do kết tủa
c. Ảnh hưởng của pH và chất tạo phức đến độ
phân ly ra thường không lớn, ta có:
tan của kết tủa, tích số tan điều kiện. 1
Ví dụ 3: Tính độ tan của BaSO s  T (     [A] ) ( 2) 4 trong dung dịch MA 1,1 1,2
muối dinatri của EDTA nồng độ 10-2M có pH = 10. [ ] A Biết T(BaSO – T ừ ( 2 ) c ó thể tìm được [A]
4) = 1,110-10 ; hằng số bền của phức
min để độ tan của kết
BaY2- là 107,87. Bỏ qua sự tạo phức hidroxo giữa
tủa MA là nhỏ nhất, tức là ds/d[A] = 0. Ta có:
Ba2+ và OH- . H4Y có pKa1 = 2; pKa2 = 2,67; pKa3 = 1 6,27; pK [ ] A  ( 3) min a4 = 10,95.  ĐS: 2,2710-3M 1,2  s  T (2    ) min MA 1,2 1,1
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 20
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 23 20 23
d. Ảnh hưởng của sự tạo phức với ion của kết tủa
d. Ảnh hưởng của sự tạo phức với ion của kết tủa Với n = 1, ta có:
– Phản ứng tạo kết tủa :
– Giả thiết trong dung dịch chỉ tồn tại chủ yếu các M + nA ⇌ MAn T  [M ][ ]n A MA phức MA* và MA – Phản ứng tạo phức: n
2, vì nồng độ của A do kết tủa N G
phân ly ra thường không lớn; U Y M + A ⇌ MA  Ễ 1 N MA + A ⇌ MA 
– Mặt khác, ta lại có: X 2 2 U Â … s  [M ] [ * MA ] [MA ] N 2 T R MA  Ư (p-1) + A ⇌ MAp p  [ ] A [ * MA ]  [ 2 MA ] ( p h ư ơ n
g trình bảo toàn nồng độ của A) ỜN [M ']  s  [M ] [M ] A [MA ] ... [MA ] 2 G – 2 p  [ ]
A  [M ] [MA ]  [M ]   [M ][ ]2 A A 2 , 1 2 N T A C [M ']  s  MA H n 1 (   [A]
  [A]2  . ..  [A]p ) T E MA M [ ]n 1,1 1,2 1,p A  [A]    T [ ] A [ ] , 1 2 MA A – S C 1 E – s  [M ']  T (   [A]( -1n)
  [A](2-n)  . ..  [A](p-n)) T H MA MA U n [ ]n 1,1 1,2 1,p A hay [ ] A  ( p h ư ơ
ng trình dùng để tính nồng độ cân S 1  T T
bằng của A trong dung dịch)
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 21 , 1 2 MA 24 21 24 4 05/26/20
d. Ảnh hưởng của sự tạo phức với ion của kết tủa
Chương 4: Phương pháp chuẩn độ kết tủa
• Ví dụ 1: Tính độ tan của AgCl trong nước. Biết T V.1. Cân bằng dị thể AgCl =
1,7810-10, hằng số bền tổng cộng của các phức bạc
5.1.4. Hiện tượng cộng kết và kết tủa sau (xem clorua là: 103,04 105,04.
chương Phương pháp phân tích khối lượng)
5.1.5. Kết tủa keo (xem chương Phương pháp phân
• Ví dụ 2: Tính nồng độ cân bằng Cl- để kết tủa AgCl tan ít tích khối lượng)
nhất, biết Ag+ tạo phức với Cl- với các hằng số sau: AgCl β1 = 103,04 AgCl - 2 β1,2 = 105,04
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 28
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 25 25 28
5.1.6. Cân bằng giữa 2 anion và 1 cation tạo kết tủa (hoặc 2
Chương 4: Phương pháp chuẩn độ kết tủa
cation và 1 anion tạo kết tủa) V.1. Cân bằng dị thể
Trường hợp 1: Thêm cation M+ vào dung dịch hỗn hợp của A- và X-
5.1.3. Những yếu tố ảnh hưởng đến độ tan  A  MA 
d. Ảnh hưởng của nhiệt độ T  M  MA 
• Tích số tan chỉ là hằng số ở nhiệt độ xác định. X  MX  TMX
Do đó nhiệt độ thay đổi thì độ tan thay đổi.
• Sự thay đổi của độ tan theo nhiệt độ có liên quan
[M+][A-] > TMA thì có kết tủa MA (1)
đến hiệu ứng nhiệt khi hòa tan:
[M+][X-] > TMX thì có kết tủa MX (2)
Quá trình hoà tan là thu nhiệt thì độ tan sẽ tăng theo •
Nếu (1) thoả mãn trước thì kết tủa MA xuất trước.
nhiệt độ và ngược lại. •
Khi có cả 2 kết tủa MA và MX thì:  + - [M ][A ]=T  MA  + - [M ][X ]=TMX
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 26
Nguyễn X. Trường – ANACHEM-SCE-HUST-1/29 26 29
5.1.6. Cân bằng giữa 2 anion và 1 cation tạo kết tủa
Chương 4: Phương pháp chuẩn độ kết tủa
(hoặc 2 cation và 1 anion tạo kết tủa) V.1. Cân bằng dị thể
• Giả sử (1) đạt được trước thì khi bắt đầu xuất hiện kết tủa
5.1.3. Những yếu tố ảnh hưởng đến độ tan MX ta có:
e. Ảnh hưởng của kích thước hạt kết tủa. + -
• Với cùng một lượng kết tủa, nó sẽ tan nhiều hơn [M ][A ]=T T  MA  - MA [A ]=[X] . 0
nếu tồn tại ở dạng hạt nhỏ.  + - [M ][X ] =T T 0 MX MX
• Vì vậy, khi tiến hành kết tủa có gắng tạo điều Với [X-]
kiện để thu được kết tủa lớn hạt.
0 là nồng độ ban đầu của anion X-
 Nếu [A-]  10-6M thì quá trình kết tủa MA và MX là phân đoạn. Ví dụ: BT 3 – SGK/53
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 27
Nguyễn X. Trường – ANACHEM-SCE-HUST-1/30 27 30 5 05/26/20
5.1.6. Cân bằng giữa 2 anion và 1 cation tạo kết tủa (hoặc 2
cation và 1 anion tạo kết tủa) V.2. Chuẩn độ kết tủa V.2.1. Phân loại phương
Trường hợp 2: Thêm anion X- vào dung dịch chứa kết tủa MA
pháp chuẩn độ kết tủa    MA  M  A TMA
c. Phương pháp chuẩn độ + kẽm  X Dùng dung dịch chuẩn là  K4[Fe(CN)6] (có pha lẫn  MX T
K3[Fe(CN)6]) để xác định MX nồng độ ion Zn2+ - [X ] T Phản ứng chuẩn độ:
Khi có kết tủa MX thì [M+].[X-] = T   MX MX - [A ] T 3Zn2+ + 2K Fe(CN)  = • Nếu T MA 4 6
MX < TMA thì dễ dàng có kết tủa MX K Fe(CN)   • Nếu T 2Zn3 6 2 trắng xanh lơ
MX > TMA thì nồng độ X- phải lớn mới có kết tủa MX + 6K+
Ví dụ: Hòa tan ↓BaSO4 bằng cách chuyển thành ↓BaCO3 dễ tan
hơn khi thêm dư thuốc thử (NH4)2CO3
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 34
Nguyễn X. Trường – ANACHEM-SCE-HUST-1/31 31 34 V.2. Chuẩn độ kết tủa V.2. Chuẩn độ kết tủa V.2.2. Phương pháp bạc V.2.1. Phân loại phương
Giả sử chuẩn độ V0 ml dung
pháp chuẩn độ kết tủa
dịch chứa ion X- (Cl-, Br-, I- hay a. Phương pháp bạc
SCN-) có nồng độ C0 (mol/l)
bằng dung dịch AgNO3 có nồng Dùng để xác định các
độ C (mol/l). Tích số tan của halogenua (Cl-, Br-, I-) và kết tủa là TAgX SCN- bằng dung dịch
V.2.2.1. Xây dựng đường định chuẩn AgNO
phân: pX (hoặc pAg) theo thể 3 tích (V) AgNO Phản ứng chuẩn độ: 3 thêm vào (hoặc mức độ định phân F). Ag+ + X- ⇌ AgX F = CV/C0V0 pX + pAg = pTAgX
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 32
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 35 32 35 V.2. Chuẩn độ kết tủa
5.2.2.1. Xây dựng đường định phân N G V.2.1. Phân loại phương - Phản ứng chuẩn độ U Y Ễ
pháp chuẩn độ kết tủa N Ag+ + X- ⇌ AgX X U b. Phương pháp thủy N V C V Â V 0 0 0 0   N T ngân I tđ N C R Ư Ờ Dùng để xác định các N - Chưa định phân G – halogenua (Cl-, I-) bằng A + V = 0 N A dung dịch chuẩn C + pX = -lgC H Hg 0 E M 2(NO3)2
- Bắt đầu định phân đến trước ĐTĐ – Phản ứng chuẩn độ: S C + 0 < V < V E – Hg 2+  tđ H 2 + 2X- ⇌ Hg2X2 C V  CV U pX   lg[ X ]   0 0 lg S ex T V V 0 36
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 33 33 36 6 05/26/20
5.2.2.1. Xây dựng đường định phân
5.2.2.2. Các phương pháp xác định điểm cuối trong phương pháp bạc - Tại ĐTĐ + V = Vtđ a. Phương pháp Mohr 1 +pX  pAg  pTAgX b. Phương pháp Volhard 2 - Sau ĐTĐ c. Phương pháp Fajans + V > Vtđ T + [X  AgX ]  [Ag]ex CV  C V pX  pT  0 0 lg AgX V V 0
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 37
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 40 37 40
Ví dụ: xây dựng đường định phân 50,0 ml dung dịch a. Phương pháp Mohr
NaCl 0,1 M bằng dung dịch AgNO3 0,1 M. TAgCl =
- Dùng chất chỉ thị tạo kết tủa có màu để xác định N 1,0  10-10 G ĐTĐ U Y Ễ VAgNO3 pCl pAg F
- Định phân Cl-, Br- với CCT với K N (ml) 2CrO4 X U Â 0 1,0 - 0
+ Phản ứng chuẩn độ: Ag+ + Cl- ⇌ AgCl trắng N T 5 1,1 8,9 0,1 R + Phản ứng chỉ thị: Ư Ờ 25 1,5 8,5 0,5 N 2-  G 45 2,3 7,7 0,9
2Ag+ + CrO4 ⇌ Ag2CrO4 đỏ gạch T =10-11,95 –A 49,5 3,3 6,7 0,99 N A C 49,95 4,3 5,7 0,999 H E 50 5,0 5,0 1 M – 50,05 5,7 4,3 1,001 S C E 50,5 6,7 3,3 1,01 – H 75 7,8 2,2 1,5 U S T 100 8,7 1,3 2 41
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 38 38 41
Nhận xét về đường định phân: a. Phương pháp Mohr
- pXđp (hay pAgđp) phụ thuộc vào nồng độ và tích số tan: + C, C N
0 càng nhỏ thì bước nhảy càng ngắn và ngược lại G U + T Y
AgX càng bé thì bước nhảy càng dài và ngược lại. TAgX < Ễ
10-10 thì mới xác định được ĐTĐ. N X U Â N T R Ư Ờ N G –ANACHEM –SCE –HUS
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 39 T
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 42 39 39 42 7 05/26/20 a. Phương pháp Mohr
Ví dụ: Chuẩn độ Cl- với CCT fluorescein - Điều kiện: N N G - Trước ĐTĐ: Cl- còn G
+ Tính toán lượng CCT cần dùng để kết tủa đỏ gạch U U Y Y Ễ Ễ
xuất hiện tại ĐTĐ hoặc lân cận ĐTĐ với ss =  0,1% N
+ dung dịch có màu của CCT ở dạng tự do N X X U U
+ Môi trường chuẩn độ: 6,5 < pH < 8,5 Â
+ tạo thành hệ keo âm AgCl/NaCl  N N T T
+ Trong dung dịch không chứa Pb2+ và Ba2+ R {[(mAgCl)nCl-, (n-x)Na+]xNa+} R Ư Ư Ờ Ờ
+ Không dùng để định phân ion I- và SCN- N - Sau ĐTĐ: Ag+ dư N G G – – A
+ tạo thành hệ keo dương AgCl/NaNO A N 3 N A A C
{[(mAgCl)nAg+, (n-x)NO -]xNO -} C H 3 3 H E E M
+ kết tủa hấp phụ anion của CCT làm thay đổi màu sắc M – – S của CCT S C C E E – – H H U U S S T T 43 46 43 46 b. Phương pháp Volhard
- Dùng chất chỉ thị tạo phức có màu đặc trưng để xác định ĐTĐ
- Xác định I-, Br-, SCN- với CCT Fe3+ + Phản ứng chỉ thị:
Fe3+ + SCN- ⇌ FeSCN2+đỏ máu
SCN- chuẩn độ trực tiếp; I-, Br- chuẩn độ ngược - Điều kiện:
+ Môi trường axit (thường dùng HNO3 > 0,3 M)
+ Khi xác định I- cần cho Ag+ dư trước rồi mới cho
CCT Fe3+ để tránh phản ứng: 2Fe3+ + 2I- ⇌ 2Fe2+ + I2
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 44 44 c. Phương pháp Fajans
- Xác định Cl-, I-, Br- hay SCN- dùng chất chỉ thị hấp phụ.
- CCT hấp phụ là những axit hoặc bazơ hữu cơ
yếu, trong dung dịch có thể phân ly thành ion.
Màu dạng ion của CCT hấp phụ khi ở trạng thái
tự do khác với màu khi nó bị hấp phụ lên bề mặt
kết tủa. Ví dụ: fluorescein, eosin - Điều kiện:
+ Môi trường 6,5 < pH < 8,5
NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG – ANACHEM – SCE – HUST 45 45 8