Tài Liệu Thực Hành Hóa Phân Tích tại Học Viện Nông Nghiệp Môn Công nghệ sinh dược | Trường Học Viện nông nghiệp Việt Nam
Thông qua thực tập Hoá phân tích, sinh viên được làm quen với một sốthao tác, dụng cụ tại phòng thí nghiệm, được rèn luyện đức tính cẩn thận,chính xác, trung thực trong công tác khoa học. Tài liệu gồm 26 trang, giúp các bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mình bạn đọc đón xem!
Môn: Công nghệ sinh dược(HVNN) 12 tài liệu
Trường: Học viện Nông nghiệp Việt Nam 2.2 K tài liệu
Tác giả:
Preview text:
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM BỘ MÔN HOÁ HỌC
----------------------------
GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH HOÁ PHÂN TÍCH Năm 2019 - 1 - NỘI QUY
Thông qua thực tập Hoá phân tích, sinh viên được làm quen với một số
thao tác, dụng cụ tại phòng thí nghiệm, được rèn luyện đức tính cẩn thận,
chính xác, trung thực trong công tác khoa học.
Để hoàn thành tốt phần thực tập, mỗi sinh viên phải thực hiện các yêu cầu sau:
1. Trước khi đến phòng thực tập làm thí nghiệm, mỗi sinh viên phải nắm
vững mục đích, yêu cầu của bài thực tập, phải học phần lí thuyết có liên
quan, các thao tác cần lưu í để thực tập có kết quả chính xác. Nếu không
chuẩn bị theo yêu cầu trên, sinh viên không được làm thực tập.
2. Khi vào phòng thí nghiệm, sinh viên phải tuyệt đối tuân theo sự hướng
dẫn của giáo viên và công nhân viên phòng thí nghiệm. Tất cả dụng cụ, máy
móc chưa được hướng dẫn và không liên quan đến bài thực tập, không
được sử dụng. Nếu làm hỏng các dụng cụ, máy móc không có lí do chính
đáng phải bồi thường, nếu nghiêm trọng phải đình chỉ thực tập tại phòng thí nghiệm.
3. Mỗi sinh viên phải tự làm thí nghiệm của mình hoặc phải tự giác tham
gia làm thí nghiệm chung. Không đi lại lộn xộn. Tuyệt đối không được tự í
chuyển hoá chất từ bàn này sang bàn khác .
4. Không bỏ giấy loại, giấy lọc xuống sàn nhà hoặc mặt bàn thí nghiệm, các
hoá chất thải phải để đúng nơi qui định.
5. Khi tiếp xúc với các hoá chất độc hại hoặc các chất dễ gây tai nạn phải
thực hiện đúng theo sự hướng dẫn của giáo viên. Khi xảy ra tai nạn, phải
bình tĩnh để giáo viên hướng dẫn cách xử lí.
6. Mỗi buổi thực tập, nhóm phải cử hai người làm trực nhật. Trực nhật có
nhiệm vụ nhận dụng cụ, hoá chất của phòng. Sau buổi thực tập phải nhận
và bàn giao lại cho nhân viên phòng thí nghiệm, lau bàn ghế và làm vệ sinh
phòng trước khi ra về.
7. Nếu vắng mặt các buổi thực tập, sinh viên phải xin phép. Nếu có lí do
chính đáng sẽ được xét cho làm bù.
Nếu không hoàn thành đủ và đạt các bài thực tập, sinh viên không được dự thi hết môn. Bộ môn Hoá - 2019 - 2 -
YÊU CẦU NỘI DUNG THỰC TẬP PHÂN TÍCH
-----------------------------------------
BÀI 1: CHUẨN ĐỘ TRUNG HOÀ
1) Hướng dẫn sử dụng dụng cụ (45’)
2) Pha dung dịch tiêu chuẩn gốc H2C2O4 3) Pha dung dịch NaOH
4) Xác định nồng dộ H2SO4 và H3PO4 trong hỗn hợp (H2SO4 + H3PO4) (Mẫu)
BÀI 2: CHUẨN ĐỘ OXI HOÁ - KHỬ
1) Xác định nồng độ và khối lượng Ca2+. Hướng dẫn lọc kết tủa
2) Pha dung dịch tiêu chuẩn gốc K2Cr2O7
3) Xác định nồng độ và khối lượng Fe2+ (Mẫu)
4) Xác định nồng độ CN, CM dung dịch Na2S2O3 (Mẫu)
BÀI 3: CHUẨN ĐỘ KẾT TỦA - CHUẨN ĐỘ TẠO PHỨC
1) Pha dung dịch tiêu chuẩn gốc NaCl
2) Xác định nồng độ dung dịch tiêu chuẩn AgNO3
3) Xác định nồng độ và khối lượng KSCN (Mẫu)
4) Xác định độ cứng tổng cộng
5) Xác định nồng độ và khối lượng Fe3+ trong hỗn hợp Fe3+, Al3+, Mg2+ - 3 -
----------------------------------------
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA PHÂN TÍCH (Mẫu)
Họ và tên: ………………………….…. Giáo viên hướng dẫn:
Mã SV: ……………Lớp: …..…………
…………………………..………
Nhóm:…..…Thời gian thực tập: …..….. Điểm:
BÀI 1: CHUẨN ĐỘ TRUNG HÒA
Thí nghiệm 1: Pha dung dịch tiêu chuẩn H2C2O4 0,1000 N.
…………………………………………………………………………………………...............
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
Thí nghiệm 2: Pha và xác định nồng độ dung dịch tiêu chuẩn NaOH 0,1 N.
a) Pha 200 ml dung dịch NaOH 0,1 N từ NaOH rắn.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
b) Xác định nồng độ của dung dịch NaOH.
1. Bố trí thí nghiệm: (thể hiện trên hình vẽ bên)
2. Phương trình phản ứng:
3. Chuyển màu của chỉ thị:
……………………………
4. Thể tích dung dịch tiêu tốn: …………………... …..
V1 = ……….…. ; V2 = ……....… ; V3 = ……..…… 5. Tính toán kết quả: - 4 -
Thí nghiệm 3: Xác định nồng độ H2SO4 và H3PO4 trong hỗn hợp dung dịch.
1. Bố trí thí nghiệm: (thể hiện trên hình vẽ bên)
2. Các phương trình phản ứng:
3. Mẫu hỗn hợp số: ……… .
4. Chuyển màu của chỉ thị:
- Chỉ thị metyl da cam:………………………………
- Chỉthị phenolphtalein:………………………………
5. Thể tích dung dịch tiêu tốn: - Chỉ thị metyl da cam:
V1 = ……..…; V2 = …..…… ; V3 = ……… . - Chỉ thị phenolphtalein:
V1 = ……..…; V2 = …..…… ; V3 = ……… . 6. Tính toán kết quả: - 5 - PHẦN I
CÁC VẤN ĐỀN CHUNG I.
MỘT SỐ DỤNG CỤ, CÔNG CỤ DÙNG TRONG PHÂN TÍCH
Trong phân tích thường sử dụng khá nhiều các loại dụng cụ, công cụ khác nhau dùng
để chứa dung dịch, đo thể tích dung dịch, cân khối lượng hoá chất, đo các đại lượng vật lí của
hệ phân tích… Dưới đây trình bày một số dụng cụ, công cụ cơ bản thường được dùng và cách sử dụng chúng.
I.1. Dụng cụ đo thể tích
Những dụng cụ như bình định mức, buret, pipet dùng để đo chính xác thể tích dung dịch.
Những dụng cụ khác như ống đong, cốc chia độ chỉ dùng để đo thể tích gần đúng. Sau đây là
cách sử dụng các dụng cụ đó.
I.1.1. Bình định mức
Bình định mức là bình có thể tích xác định chính xác, được dùng để pha dung dịch
tiêu chuẩn. Bình định mức có dạng hình cầu, đáy bằng, cổ nhỏ, có nút mài, số đo thể tích
được ghi trên thân bình.
Khi sử dụng cần kiểm tra thể tích và vạch xác định thể tích (trên cổ bình). Trước khi
sử dụng, bình định mức cần được rửa sạch bằng cách xúc nhiều lần bằng nước sạch và tráng
bằng nước cất. Dụng cụ thuỷ tinh coi là sạch, nếu nước thấm đều bề mặt dụng cụ, không tạo
thành giọt hoặc thành đám. Để pha dung dịch tiêu chuẩn cần tiến hành như sau:
Đối với chất rắn, chuyển toàn bộ chất đó vào bình định mức, thêm nước cất đến 2
phần 3 thể tích bình, đậy kín nút rồi lắc đến khi chất rắn tan hoàn toàn, sau đó cho thêm nước
cất và cuối cùng dùng pipet thêm phần nước cất cho đến vạch. Đối với mẫu là chất lỏng, lấy
chính xác một thể tích chất lỏng cần thiết bằng buret hoặc bằng pipet vào bình định mức rồi
thêm nước cất đến vạch.
Khi pha xong, phải đảo dung dịch 3- 4 lần, để dung dịch đồng nhất.
Chú í: Không được đun nóng bình định mức, nếu cần hoà tan bằng nước nóng thì phải
đun riêng và sau khi pha cần chờ cho dung dịch nguội đến nhiệt độ phòng rồi mới rót vào
bình và định mức đến vạch. I.1.2. Buret
Buret là dụng cụ đo chính xác thể tích dung dịch tiêu tốn trong quá trình chuẩn độ.
Buret có dạng ống hình trụ với van khoá phần cuối, có chia vạch xác định thể tích . Buret
thông thường có các loại với thể tích 10; 25; 50ml, được chia vạch đến 0,1ml; thể tích của
một giọt khoảng 0,02 - 0,03ml. Buret bán vi lượng có thể tích từ 1 - 5 ml, được chia vạch đến
0,02 hoặc 0,01ml; thể tích của một giọt phụ thuộc vào tiết diện đầu mao quản của buret, tiết
diện càng nhỏ thể tích giọt càng nhỏ.
Trước khi sử dụng cần rửa buret bằng nước sạch, tráng vài lần bằng nước cất, rồi
tráng bằng chính dung dịch cần chứa (dung dịch tiêu chuẩn hoặc dung dịch phân tích) và kẹp
trên giá theo phương thẳng đứng.
Lấy dung dịch vào buret: Lấy dung dịch cần chứa vào cốc nhỏ sạch và đã được tráng
bằng dung dịch nói trên, rồi từ đó rót cẩn thận dung dịch vào buret đến quá vạch "0", điều
chỉnh thể tích về vạch "0". Chú í: không được để bọt khí trong buret kể cả trong phần cuối
khoá buret. Có thể rót dung dịch vào buret thông qua phễu, song, nhớ khi rót xong phải bỏ
phễu ra khỏi buret. Không dùng pipet để đưa dung dịch vào buret.
Khi chuẩn độ, đối với người thuận tay phải, dùng tay trái mở van khoá buret (lòng bàn
tay trái ở về phía đuôi van khoá, dùng các ngón tay cái, trỏ và giữa vặn khoá), tay phải cầm - 6 -
bình chuẩn độ và lắc (người thuận tay trái dùng tay trái lắc bình, còn tay phải vặn khoá).
Trong quá trình chuẩn độ phải lắc đều dung dịch, thao tác cần nhẹ nhàng, thận trọng và chính
xác. Cần điều chỉnh tốc độ dung dịch chuẩn thích hợp: lúc đầu có thể nhanh, gần điểm tương
đương nhất thiết phải nhỏ từ từ từng giọt kết hợp với lắc kĩ để theo dõi sự đổi màu của dung
dịch. Điểm kết thúc chuẩn độ là lúc xảy ra sự đổi màu toàn bộ dung dịch trong bình chuẩn độ
khi 1 giọt dung dịch từ buret được thêm vào.
Sau khi kết thúc chuẩn độ, chờ khoảng 30 giây mới đọc kết quả. Khi đọc kết quả phải
để tầm mắt ngang với mặt thoáng của dung dịch, tránh nhìn từ trên xuống dưới hoặc từ dưới
lên. Thông thường, với dung dịch không có màu, đọc vạch xác định thể tích dung dịch là vạch
trùng với đáy mặt thoáng của dung dịch trong buret; với dung dịch màu, nên đọc vạch xác
định thể tích dung dịch là vạch trùng với biên trên của mặt thoáng dung dịch trong buret. Để
đọc dễ dàng, có thể chắn một tờ giấy trắng ở phía sau buret. Cố gắng ước lượng được phần
thể tích nằm giữa hai vạch chia độ đến 1/2 hoặc 1/3 của vạch. Ví dụ: Khi chuẩn độ, thể tích
tiêu tốn nằm giữa vạch 12,30 và 12,40ml, cần ước lượng để đọc với độ chính xác, ví dụ là
12,33, hoặc 12,35, hoặc 12,37ml chứ không đọc kết quả là 12,30 hoặc 12,40ml.
Buret còn được dùng để lấy chính xác một lượng dung dịch, bằng cách này có kết quả
với độ chính xác cao như khi dùng pipet.
Sau khi sử dụng, cần tháo bỏ hết dung dịch hoá chất trong buret, tráng buret bằng
nước sạch, rồi đổ đầy nước cất vào buret và kẹp lên giá đỡ. Có thể đặt một cốc hứng phía
dưới đề phòng khoá buret bị hở. I.1.3. Pipet
Pipet là dụng cụ lấy thể tích chính xác dung dịch. Pipet thông thường có 2 loại: loại
hình ống có chia vạch, loại này cho phép lấy một thể tích dung dịch tuỳ í và loại hình bầu,
loại này chỉ cho lấy chính xác thể tích dung dịch theo như dung tích đã ghi trên pipet. Trong
phân tích thể tích thường dùng pipet bầu để lấy trọn một thể tích dung dịch chứ không dùng
pipet thẳng vì pipet bầu có tiết diện ở phần vạch đọc nhỏ hơn.
Khi sử dụng, pipet được rửa sạch bằng nước máy và nước cất rồi tráng bằng dung dịch sẽ lấy.
Để lấy dung dịch vào pipet, đối với dung dịch thông thường (dung dịch không độc,
không bay hơi, không nguy hiểm) có thể hút dung dịch trực tiếp bằng miệng. Đối với dung
dung dịch đặc, dung dịch độc, dung dịch nguy hiểm tuyệt đối không trực tiếp hút bằng miệng
mà phải dùng bóp cao su hoặc lấy dung dịch bằng buret hoặc bằng dụng cụ hút đặc biệt. Khi
hút dung dịch, đầu của pipet phải luôn ngập trong dung dịch (nên cần quan sát dung dịch
trong bình chứa xem có đủ để hút không); khi dung dịch hút được đã vượt qua vạch cần lấy
thì nhanh chóng bịt chặt đầu pipet bằng ngón tay trỏ. Định vị sao cho pipet thẳng đứng, rồi
nhẹ nhàng hé mở ngón tay để điều chỉnh dung dịch tới vạch. Để chuyển dung dịch vào bình,
thì để đầu pipet chạm thành phía trong bình rồi mở nhẹ ngón tay để điều chỉnh dung dịch chảy
vào bình. Khi dung dịch đã chảy hết không được nén hoặc thổi phần dung dịch cuối cùng
trong pipet vào bình vì phần thể tích này không được tính khi xác định thể tích của pipet.
Khi sử dụng pipet cần lưu í:
- Vì sai số khi lấy trọn thể tích của các loại pipet là như nhau nên lấy pipet tương ứng
để hút lượng dung dịch cần thiết, ví dụ: cần lấy 3 - 5ml dung dịch dùng pipet 5ml, lấy 6 -
10ml dung dịch dùng pipet 10ml. Tránh hút nhiều lần, để sai số lấy dung dịch là nhỏ nhất.
- Bao giờ cũng lấy dung dịch từ vạch xuất phát.
Sau khi sử dụng, pipet phải được rửa sạch, tráng bằng nước cất và đặt lên giá.
I.1.4. Ống đong và cốc chia độ - 7 -
Ống đong và cốc chia độ dùng để lấy thể tích gần đúng, thường sai số của các dụng cụ
này là lớn hơn sai số phân tích cho phép nên không dùng chúng để lấy thể tích chính xác dung dịch. .
I.1.5. Phễu lọc thủy tinh và giấy lọc
Phễu thủy tinh dùng để rót chất lỏng vào dụng cụ có miệng nhỏ hoặc cùng với giấy lọc dùng để lọc.
Khi sử dụng, phễu thủy tinh được rửa sạch bằng nước máy và nước cất, nếu dùng để
rót dung dịch có nồng độ chính xác cần phải tráng bằng dung dịch sẽ lấy.
Sử dụng phễu thủy và giấy lọc để lọc tinh cần chú ý :
- Chọn giấy lọc: giấy lọc được chia thành các loại tùy theo lỗ của giấy, giấy băng xanh
có lỗ nhỏ, giấy băng đỏ có lỗ to, giấy băng vàng băng trắng có lỗ trung bình.Cần chọn giấy
lọc phù hợp với cỡ hạt nhằm tránh kết tủa (hoặc cặn) chui qua giấy lọc
- Gấp giấy lọc: có nhiều cách gấp giấy lọc.
+Trường hợp lọc dunh dịch nguội: giấy lọc có hình tròn được gấp thành hình nón sao
cho đặt được vừa khít trong lòng phễu. Theo tiêu chuẩn phễu thủy tinh có góc tạo bởi hai
dường sinh bằng 90o, thực tế thì góc này có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn. Vì vậy khi gấp giấy lọc
thành hình nón cần thử sao cho nón của giấy lọc vừa khít với nón phễu để đảm bảo dung dịch
chảy nhanh và không bị rách giấy lọc.
+Trường hợp lọc dung dịch nóng: giấy lọc được gấp đôi theo đường kính thành nửa
hình tròn, tiếp tục gấp thành hình dẻ quạt, sau cùng mở giấy lọc thành hình nón (có nhiều cạnh là các dẻ quạt).
- Đặt giấy lọc vào phễu, thấm đều nước cất lên giâý lọc (có tác dụng làm cho giấy lọc
được giữ êm trong phễu và các sợi xenlulozo trương nở thu hẹp lỗ giấy lọc, các tinh thể nhỏ
không chui bít lỗ giấy lọc…).
- Gạn dung dịch cần lọc theo đũa thủy tinh xuống phễu, kết hợp gạn lọc. Khi đã lọc
gần hết dung dịch mới đưa toàn bộ lượng kết túa lên giấy để hạn chế hạt tinh thể bít lỗ giấy
lọc, sau cùng dùng nước cất tráng kết tủa bám trên đũa và thành cốc rồi đưa lên phễu.
Chú í: Khi các dụng cụ thuỷ tinh bị dính dầu mỡ, các chất hữu cơ, các chất bẩn két
lâu ngày…, cần dùng dung dịch sunpho-cromic để rửa.
Dung dịch sunpho-cromic có thể được pha theo cách sau đây: Hoà dung dịch K2Cr2O7
2M (dùng K2Cr2O7 loại tinh khiết (TK)). Nhúng cốc đựng dung dịch K2Cr2O7 2M vào trong
chậu nước, nhỏ từ từ từng giọt axit sunphuric đặc vào cốc và khuấy đều đến khi trong dung
dịch xuất hiện kết tủa màu đỏ. Để nguội dung dịch rồi nhỏ từ từ vào đó từng giọt nước cất và
khuấy đều đến khi kết tủa đỏ vừa tan hết. I.2. Cân
Trong Hoá phân tích, người ta sử dụng các loại cân có độ chính xác khác nhau, ví dụ:
cân kĩ thuật với sai số cân 0,01g, 0,001g, cân phân tích với sai số cân 0,0001g và với
các giới hạn khối lượng được cân khác nhau (chỉ được cân khối lượng nhỏ hơn 50 gam bằng
cân phân tích…). Tuỳ theo mục đích mà sử dụng cân thích hợp. Nguyên tắc chung là:
- Đọc kĩ hướng dẫn sử dụng cân và giới hạn tối đa của khối lượng được cân, để đảm
bảo sai số cân và an toàn của cân.
- Khi cân cần xác định lượng tối thiểu cần cân để đảm bảo sai số cân nhỏ hơn sai số phân tích cho phép.
Ví dụ: Với sai số phân tích 0,1%, cần phải cân bao nhiêu mg mẫu trên cân phân tích có d =
0,1mg, để sai số cân không vượt quá sai số đã cho? - 8 -
Giải: Khi cân phải cân hai lần: cân bì và cân bì cộng với khối lượng phải cân ( a), nên
mắc hai lần sai số cân. Theo nguyên tắc tính sai số thì sai số tương đối e = [(2. sai số
cân)/a ].100, suy ra: a = 2.0,1. 100: 0,1 = 200mg. Vậy phải cân ít nhất 200mg mẫu.
- Khi không cần cân chính xác, như khi cân những hoá chất dễ bay hơi, dễ hút ẩm, dễ
phân huỷ, dùng cân kĩ thuật. Ví dụ: khi cân NaOH…
- Khi cân chính xác những hoá chất như là chất gốc để pha dung dịch tiêu chuẩn hoặc
hoá chất là dạng cân trong phân tích khối lượng, dùng cân phân tích. Ví dụ: khi cân H
O tinh khiết phân tích (TKPT)…là chất gốc để pha dung dịch tiêu chuẩn gốc. 2C2O4.2H2 I.3. Các máy đo
Máy đo so màu, máy đo pH…, cần thao tác đúng theo tài liệu hướng dẫn sử dụng máy
hoặc theo sự hướng dẫn của giáo viên. II.
BIỂU DIỄN KẾT QUẢ PHÂN TÍCH
Kết quả phân tích phải được biểu diễn dưới một con số đảm bảo độ chính xác cho
trước và phải có đơn vị đo lường đi kèm.
- Nếu sai số cho phép là 0,1% thì kết quả phân tích phải biểu diễn bằng 4 hàng số có nghĩa.
- Nếu sai số cho phép là 1% thì kết quả phân tích phải biểu diễn bằng 3 hàng số có nghĩa.
II.1. Chữ số có nghĩa
* Tất cả các chữ số 1, 2, ..., 9: là các số có nghĩa.
* Số 0 có thể có nghĩa hoặc có thể không có nghĩa: - Số 0 có nghĩa:
+ Số 0 nằm giữa hai số có nghĩa. Ví dụ: 103, 1003
+ Do hình thành đo đếm trực tiếp.
Ví dụ 1: Lớp có 100 sinh viên.
Ví dụ 2: Chuẩn độ hết 21,00 ml.
+ Do làm tròn mà thành. Ví dụ: 4,3998 làm tròn thành 4,400.
- Số 0 không có nghĩa: Do quá trình nhân, chia số gốc ban đầu mà thành.
Ví dụ 1: Dung dịch 1M được pha loãng 1000 lần thành dung dịch 0,0001M thì 4 số 0
không có nghĩa. Số này được viết thành 1.10-3M.
Ví dụ 2: Pha 1 gam chất tan thành 100 ml dung dịch. Hỏi nếu pha 10 lít dung dịch cân
bao nhiêu gam chất tan. Khối lượng chất tan cần là: (1 . 10000)/100 = 100 gam, hai số 0 này
không có nghĩa. Con số này được viết thành 1.102g.
II.2. Qui tắc làm tròn số :
* Theo số học, nếu chữ số cuối cùng là :
- Chữ số nhỏ hơn 5: làm tròn xuống,
- Chữ số lớn hơn 5: làm tròn lên,
- Chữ số 5: làm tròn thành số chẵn.
Ví dụ: 41,55 làm tròn thành 41,6. 25,45 làm tròn thành 25,4.
* Theo excel, nếu chữ số cuối cùng là : - 9 -
- Chữ số nhỏ hơn 5: làm tròn xuống,
- Chữ số ≥ 5: làm tròn lên. PHẦN 2 CÁC BÀI THỰC HÀNH
Trong phần này trình bày một số bài thực hành cơ bản. Trên cơ sở của các bài này có thể
triển khai các thí nghiệm tương tự. Khi tính toán kết quả cần lưu í đến đơn vị đo (thứ nguyên)
của các đại lượng được xác định.
Bài 1: Chuẩn độ trung hoà
Đây là chuẩn độ dựa trên phản ứng trung hoà:
axit1 + bazơ2 = axit2 + bazơ1
dùng để xác định các chất có tính axit, bazơ.
Đương lượng gam của chất tham gia phản ứng bằng khối lượng mol phân tử của chất
đó chia cho số H+ hoặc OH- mà 1 phân tử chất tham gia phản ứng nhận hoặc nhường.
Do các phản ứng trung hoà thường không có sự biến đổi màu sắc dung dịch, nên để
phát hiện điểm tương đương phải dùng chỉ thị.
Chất chỉ thị cho phương pháp chuẩn độ trung hoà là chỉ thị màu axit-bazơ: HInd ⇄ H+ + Ind-
→ KaHInd = [H+][Ind-]/[HInd]
Mỗi chất chỉ thị màu axit bazơ đều có khoảng pH đổi màu xác định thông qua biểu thức: pH = pKaHInd 1
(trong đó KaHInd là hằng số axit của chỉ thị HInd).
Để chọn chất chỉ thị màu thích hợp cần dựa trên khoảng đổi màu của chỉ thị và bước
nhảy của đường chuẩn độ. Về nguyên tắc chỉ thị phù hợp cho phép chuẩn độ phải có khoảng
đổi màu nằm trong bước nhảy pH của đường chuẩn độ. Tuỳ theo sự trùng khoảng đổi màu
của chỉ thị với bước nhảy pH của đường chuẩn độ và cách bố trí thí nghiệm mà chuẩn độ đến
khi chỉ thị vừa đổi màu hay đến khi màu chỉ thị không đổi nữa (màu bền).
Chuẩn độ được bố trí theo nguyên tắc: dung dịch axit yếu, bazơ yếu bao giờ cũng
được bố trí ở bình chuẩn độ để thu được kết quả chính xác. I. Nội dung
- Pha dung dịch tiêu chuẩn H2C2O4 0,1N.
- Pha và xác định nồng độ dung dịch tiêu chuẩn NaOH.
- Pha và xác định nồng độ dung dịch tiêu chuẩn HCl.
- Xác định nồng độ H3PO4 và H2SO4 trong dung dịch hỗn hợp (H3PO4 +H2SO4) II. Các thí nghiệm
Thí nghiệm 1: Pha dung dịch tiêu chuẩn H2C2O4 0,1N
1. Nguyên tắc:
H2C2O4.2H2O (TKPT) là chất gốc, là một axit trung bình có các hằng số pKa1 = 1,25,
pKa2 = 4,27. Dùng dung dịch tiêu chuẩn pha từ nó để xác định nồng độ của các chất kiềm
mạnh, dùng chỉ thị phenolphtalein theo phương trình phản ứng chuẩn độ: - 10 -
H2C2O4 + 2OH- = C2O 4 2- + 2H2O,
vì thế ĐH2C2O4. 2H2O = MH2C2O4. 2H2O/2 = 63.
Yêu cầu sinh viên tự tính khối lượng tinh thể axit H O hoặc thể tích 2C2O4.2H2
dung dịch tiêu chuẩn gốc H2C2O4 1N để pha 100ml dung dịch tiêu chuẩn H2C2O4 0,1N
2. Cách tiến hành:
a. Cách 1: Pha dung dịch tiêu chuẩn từ chất gốc:
+ Tính khối lượng tinh thể axit H2C2O4..2H2O cần để pha100ml dung dịch tiêu chuẩn 0,1N.
+ Cân chính xác khối lượng H2C2O4.2H2O (TKPT) đã tính bằng cân phân tích. Chuyển
toàn bộ lượng cân vào bình định mức 100ml. Cho vào bình khoảng 50 ml nước cất, lắc đến
khi các tinh thể tan hoàn toàn. Thêm nước cất đến vạch. Đậy nút và đảo đều dung dịch 3 lần.
b. Cách 2: Pha từ dung dịch tiêu chuẩn gốc:
+ Tính thể tích dung dịch tiêu chuẩn gốc H2C2O4 1N cần để pha 100ml dung dịch tiêu chuẩn H2C2O4 0,1N.
+ Dùng pipet bầu hút chính xác thể tích dung dịch tiêu chuẩn gốc H2C2O4 1N đã tính
vào bình định mức 100ml. Thêm nước cất đến vạch. Đậy nút và đảo đều dung dịch 3 lần.
3. Tường trình: Cách tính khối lượng chất gốc H2C2O4.2H2O hoặc thể tích dung dịch tiêu
chuẩn gốc H2C2O4 1N cần để pha 100ml dung dịch tiêu chuẩn axit oxalic 0,1N.
Thí nghiệm 2: Pha và xác định nồng độ dung dịch tiêu chuẩn NaOH 0,1N.
1. Nguyên tắc:
NaOH không phải là chất gốc vì dạng rắn của nó hấp thu mạnh hơi nước và khí CO2 từ
không khí, nên dung dịch NaOH sau khi pha phải được xác định lại nồng độ thông qua chuẩn
độ trực tiếp bằng dung dịch tiêu chuẩn gốc H2C2O4 0,1N dựa trên phương trình phản ứng:
2NaOH + H2C2O4 = Na2C2O4 + 2H2O
Do chuẩn độ bazơ mạnh bằng axit trung bình, nên pHtđ lớn hơn 7; vì thế bố trí NaOH
ở trên buret, H2C2O4 ở trong bình chuẩn độ. Dùng chỉ thị phenolphtalein có pKa = 9, để xác
định điểm tương đương.
2. Cách tiến hành:
a- Pha dung dịch NaOH 0,1N:
Yêu cầu sinh viên tự tính lượng NaOH rắn cần dùng để pha 200ml dung dịch NaOH
0,1N. Cân lượng NaOH đã tính toán (có cộng thêm 5 – 10%) trên cân k thuật, hoà tan trong
cốc chia độ hoặc bình tam giác chia độ thành 200ml dung dịch.
b- Xác định nồng độ của dung dịch NaOH:
Dùng pipet bầu lấy chính xác vào bình chuẩn độ 10ml dung dịch tiêu chuẩn gốc
H2C2O4 0,1N và thêm vào đó 3 giọt chỉ thị phenolphtalein 0,1%. Cho dung dịch NaOH cần
xác định vào buret. Chuẩn độ dung dịch trong bình bằng NaOH đến khi dung dịch có màu
hồng nhạt (bền trong 30 giây) thì dừng lại. Chuẩn độ 2 lần nhắc lại. Ghi thể tích dung dịch
NaOH đã tiêu tốn cho chuẩn độ.
3. Tường trình: a. Thể tích dung dịch NaOH lần 1…., lần 2…..
b. Nồng độ đương lượng gam của dung dịch NaOH.
Ghi chú: Có thể xác định dung dịch NaOH bằng các dung dịch tiêu chuẩn khác như dung dịch HCl, HNO … 3
Thí nghiệm 3: Pha và xác định nồng độ dung dịch tiêu chuẩn HCl 0,1N - 11 - 1. Nguyên tắc:
Axit clohydric không phải là chất gốc, vì vậy dung dịch HCl sau khi pha phải được xác
định chính xác lại nồng độ.
Dùng các dung dịch tiêu chuẩn như Na2CO3 (dung dịch tiêu chuẩn gốc) hoặc dung dịch
tiêu chuẩn NaOH…, trong thí nghiệm này dùng dung dịch tiêu chuẩn NaOH để chuẩn độ trực
tiếp xác định dung dịch HCl theo phương trình phản ứng: HCl + NaOH = NaCl + H2O
Đây là chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh (pH tđ = 7), nên có thể sử dụng các chỉ thị
khác nhau để xác định điểm tương như mety da cam, metyl đỏ, phenolphtalein.... Trong thí
nghiệm này sử dụng chỉ thị metyl da cam. Bố trí dung dịch HCl cần xác định nồng độ ở trên
buret, dung dịch NaOH để ở bình chuẩn độ. Khi chuẩn độ màu chuyển từ vàng sang màu đỏ da cam. 2. Cách tiến hành:
a- Pha 100ml dung dịch HCl 0,1N:
Sinh viên tự tính thể tích HCl đẳng phí 20,2% (d = 1,105) cần để pha 100ml dung dịch
HCl0,1N. Tính thêm vào thể tích HCl 20,2% cần lấy 5 – 10% nữa, rồi hoà tan vào bình tam
giác 250ml đã có sẵn khoảng 50ml nước cất, thêm nước cất đến 100ml. Lắc đều.
b- Xác định nồng độ của dung dịch HCl:
Dùng pipet bầu lấy chính xác vào bình chuẩn độ 10ml dung dịch tiêu chuẩn NaOH và
thêm vào đó 3 giọt chỉ thị metyl da cam. Chuẩn độ dung dịch trong bình bằng dung dịch HCl
cần xác định đến khi dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu đỏ da cam thì dừng lại. Chuẩn
độ 2 lần nhắc lại. Ghi thể tích dung dịch HCl đã tiêu tốn cho chuẩn độ. Nồng độ dung dịch
tiêu chuẩn HCl được tính từ chuẩn độ này.
3. Tường trình: a. Thể tích dung dịch HCl lần 1…., lần 2…..
b. Nồng độ đương lượng gam của dung dịch HCl
Thí nghiệm 4: Xác định nồng độ H2SO4 và H3PO4 trong dung dịch hỗn hợp
( H2SO4 + H3PO4) 1. Nguyên tắc:
Axit sunphuric là axit mạnh, có thể xác định cả 2 nấc cùng một lúc bằng dung dịch
tiêu chuẩn bazơ mạnh. Axit phôtphoric là axit trung bình, nấc hai, nấc ba tương ứng với axit
yếu cần dùng dung dịch bazơ mạnh để xác định. Trong thí nghiệm này dùng dung dịch tiêu
chuẩn NaOH. Các phản ứng chuẩn độ:
1/ H2SO4 + 2 NaOH = Na2SO4 + 2 H2O
(pHtđ = 7. Để phát hiện điểm tương đương
có thể dùng chỉ thị metyl dacam, phenolphtalein, bromthymol xanh...).
2/ H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O (tại điểm tương đương thứ nhất có pH = 4,66.
Dùng chỉ thị metyl da cam để nhận biết).
3/ NaH2PO4+ NaOH = Na2HPO4 + H2O (tại điểm tương đương thứ hai có pH = 9,80.
Dùng chỉ thị phenolphtalein để nhận biết).
Bố trí dung dịch tiêu chuẩn NaOH ở trên buret, dung dịch hỗn hợp (H ) cần xác 2PO4 + H2SO4
định để dưới bình chuẩn độ. Dùng chỉ thị metyl da cam xác định axit H2SO4 và nấc I của axit
H3PO4, tại điểm tương đương mầu chỉ thị chuyển từ mầu đỏ da cam sang mầu vàng; dùng chỉ
thị phenolphtalein xác định axit H , tại điểm tương
2SO4 và cả 2 nấc I + II của axit H3PO4
đương mầu chỉ thị chuyển từ không mầu sang hồng. 2. Cách tiến hành: - 12 -
Dùng pipet bầu lấy chính xác 10ml dung dịch hỗn hợp (H2SO4 + H3PO4) cần xác định
vào bình chuẩn độ 1, thêm vào đó 3 giọt metyl dacam. Chuẩn độ dung dịch trong bình bằng
dung dịch tiêu chuẩn NaOH đến khi chỉ thị chuyển từ mầu đỏ da cam sang mầu vàng bền thì
dừng lại (chuẩn độ theo các phương trình 1 và 2 nêu ở trên). Ghi thể tích dung dịch NaOH
tiêu tốn cho chuẩn độ – gọi là V1.
Dùng pipet bầu lấy chính xác 10ml dung dịch hỗn hợp (H2SO4 + H3PO4) cần xác định
vào bình chuẩn độ 2, thêm vào đó 3 giọt chỉ thị phenolphtalein. Chuẩn độ dung dịch trong
bình bằng dung dịch tiêu chuẩn NaOH đến khi chỉ thị chuyển từ không mầu sang mầu hồng
bền thì dừng lại (chuẩn độ theo các phương trình 1, 2 và 3 nêu ở trên). Ghi thể tích dung dịch
NaOH tiêu tốn cho chuẩn độ – gọi là V2.
Chuẩn độ hai lần nhắc lại.
3. Tường trình: a. Mẫu dung dịch hỗn hợp (H2SO4 + H3PO4) số :.........
b .Thể tích NaOH tiêu tốn ở bình 1 : lần 1................., lần 2.............
thể tích NaOH tiêu tốn ở bình 2 : lần 1................., lần 2.............
c. Nồng độ đương lượng gam, nồng độ mol/lit của từng axit trong dung dịch
hỗn hợp mẫu phân tích.
III. Dụng cụ và hoá chất
III.1. Dụng cụ: Cân kĩ thuật, cân phân tích, buret, pipet, bình tam giác, cốc thuỷ tinh, phễu
thuỷ tinh, bình định mức 100 ml, bình tam giác.
III.2. Hoá chất: H2C2O4. 2H2O, H2C2O4 1N, NaOH rắn, HCl 20,2%, phenophtalein 0,1%
trong cồn 50%, metyl da cam 0,1% trong nước, nước cất.
Bài 2: Chuẩn độ oxi hoá - khử
Chuẩn độ oxi hoá khử dựa trên phản ứng oxi hoá khử xảy ra trong dung dịch:
aox1 + b’kh2 = a’kh1 + box2
có nghĩa là ở đây xảy ra hai quá trình : aox1 + ame = a’kh1 box2 + bne = b’kh2
và thoả mãn điều kiện am = bn (m, n là số electron mà một phân tử ox1 hay ox2 nhận).
Đại lượng đặc trưng cho phản ứng oxi hoá - khử là thế oxi hoá - khử E. E phụ thuộc
vào giá trị nồng độ mol/lít của các chất oxi hoá, chất khử trong dung dịch (ví dụ với a = a’, b = b’) bằng biểu thức: E = Eoox 1/kh1 + 0,059 lg [ox1 ] hoặc m [kh1] E = Eoox 2/kh2 + 0,059 lg [ox 2 ] n [kh2]
Eo: thế oxi hoá - khử tiêu chuẩn của một cặp oxi – hoá khử, m hoặc n- số electron dạng oxi
hoá nhận để trở thành dạng khử.
Đương lượng gam của chất tham gia phản ứng oxi hoá khử bằng khối lượng mol phân
tử (mol ion) của chất đó chia cho số electron mà 1 phân tử (1 ion) chất tham gia phản ứng nhận hoặc nhường. - 13 -
Trong quá trình chuẩn độ, nồng độ các chất oxi hoá, chất khử biến đổi làm thay đổi E
dung dịch. Tại gần điểm tương đương E biến đổi rất lớn tạo thành bước nhảy điện thế. Điểm
tương đương được xác định nhờ phản ứng tự chỉ thị (chuẩn độ kali pemanganat) hoặc nhờ chỉ
thị màu. Có 2 nhóm chỉ thị: chỉ thị có sự thay đổi màu không phụ thuộc vào E (ví dụ chỉ thị
hồ tinh bột trong chuẩn độ iốt - thiosunphat) và chỉ thị có sự thay đổi màu phụ thuộc vào E (ví dụ chỉ thị diphylamin).
Các chỉ thị có sự thay đổi màu phụ thuộc vào E được gọi là chỉ thị màu oxi hoá - khử: Ind
Indox + ne = Indkh → EInd = Eo + (0,059/n)lg{[Indox]/[Indkh]}
Chỉ thị màu oxi hoá - khử có khoảng đổi màu ứng với một khoảng E nhất định, được
xác định bằng biểu thức: E = Eoin d 0,059/n,
trong đó Eoin d là thế điện cực tiêu chuẩn của chỉ thị, n là số electron mà dạng oxi hoá của chỉ thị nhận.
Dựa trên khoảng thế đổi màu của chỉ thị và bước nhảy của đường chuẩn độ mà chọn
chỉ thị màu cho một phép đo xác định. Chất chỉ thị màu thích hợp phải thoả mãn điều kiện có
khoảng thế đổi màu nằm trong bước nhảy của đường chuẩn độ.
Chuẩn độ theo phương pháp oxi hoá - khử thường sử dụng các phép chuẩn độ sau:
chuẩn độ kali pemanganat, chuẩn độ kali bicromat, chuẩn độ iốt - thiosunphat…với các thao
tác chuẩn độ trực tiếp hoặc gián tiếp (ngược, thế, thế - ngược). I. Nội dung
- Pha dung dịch tiêu chuẩn K2Cr2O7 0,02N.
- Xác định nồng độ và khối lượng ion Fe2+ trong dung dịch.
- Xác định nồng độ dung dịch Na2S2O3.
- Xác định nồng độ và khối lượng ion Ca2+ trong dung dịch.
II. Các thí nghiệm:
Thí nghiệm 1: Pha dung dịch tiêu chuẩn K2Cr2O7 0,02N
1. Nguyên tắc:
K2Cr2O7 (TKPT) là chất gốc trong chuẩn độ oxi hoá khử. Trong môi trường axit mạnh
(pH = 0), phản ứng của nó là:
K2Cr2O7 + 6e + 14H+ = 2K+ + 2Cr3+ + 7H2O,
Do đó: ĐK2Cr2O7 = MK2Cr2O7/6.
2. Cách tiến hành:
a- Cách 1: Pha từ chất gốc:
Sinh viên tự tính khối lượng tinh thể K2Cr2O7 cần để pha 100ml dung dịch tiêu chuẩn
K2Cr2O7 0,02N. Cân chính xác lượng K2Cr2O7 (TKPT) đã tính bằng cân phân tích. Chuyển
toàn bộ lượng cân vào bình định mức 100ml. Cho vào bình khoảng 50 ml nước cất, lắc đến
khi các tinh thể tan hoàn toàn. Thêm nước cất đến vạch. Đậy nút và đảo đều dung dịch 3 lần.
Chú í: Để cân được khối lượng chính xác bằng cân phân tích sẽ mất nhiều thời gian, vì
vậy sinh viên có thể cân nhanh, chính xác khối lượng cần cân (xấp xỉ lượng đã tính). Sau đó
tính lại chính xác nồng độ của dung dịch đã pha.
b- Cách 2: Pha từ dung dịch tiêu chuẩn gốc:
Sinh viên tự tính thể tích dung dịch tiêu chuẩn gốc K2Cr2O7 0,2N cần để pha 100ml
dung dịch tiêu chuẩn K2Cr2O7 0,02N. - 14 -
Dùng pipet bầu hút chính xác thể tích dung dịch tiêu chuẩn gốc K2Cr2O7 0,2N đã tính
vào bình định mức 100ml. Thêm nước cất đến vạch. Đậy nút và đảo đều dung dịch 3 lần.
3. Tường trình: Cách tính khối lượng chất gốc K2Cr2O7 hoặc thể tích dung dịch tiêu chuẩn
gốc K2Cr2O7 0,2N để pha dung dịch tiêu chuẩn 0,02N.
Thí nghiệm 2: Xác định nồng độ và khối lượng ion Fe2+ trong dung dịch
1. Nguyên tắc:
Sử dụng dung dịch các chất oxy hoá mạnh như KMnO …làm dung dịch tiêu 4, K2Cr2O7
chuẩn. Chuẩn độ được tiến hành trong môi trường axit mạnh, thường hay dùng axit H2SO4
làm môi trường. Trong thí nghiệm này sử dụng dung dịch tiêu chuẩn gốc K , chuẩn độ 2Cr2O7
xảy ra theo phương trình phản ứng sau:
6Fe2+ + K2Cr2O7 + 14H+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ + 2K+ + 7H2O
Vì sản phẩm tạo ra có ion Cr3+ mang màu xanh nhạt, nên phải dùng chỉ thị để xác định
điểm tương đương. Thường dùng chỉ thị diphenylamin với Eoind = 0,76V, chỉ thị trao đổi 2
electron, dạng khử không màu và dạng oxy hoá có màu tím than. Khoảng đổi màu của chỉ thị
nằm ngoài bước nhảy của đường chuẩn độ về phía E thấp (do cặp Fe 3+/Fe2+ quyết định). Vì
thế, cho thêm vào hệ chuẩn độ axit H
, axit này tạo phức với ion Fe3+ 3PO4 làm cho bước nhảy
điện thế của đường chuẩn độ được kéo dài về phía E thấp, do đó khoảng đổi màu của chỉ thị
diphenylamin đã nằm trong bước nhảy điện thế. Ngoài ra, sự tạo phức của axit này với ion
Fe3+ làm mất màu vàng của ion Fe3+ giúp cho việc nhận sự chuyển màu chỉ thị dễ hơn. Vì cặp
Fe3+/Fe2+ trao đổi số e ít hơn cặp Cr2 7 O 2-
/Cr3+, nên bố trí dung dịch ion Fe2+ trên buret, do đó
sự chuyển màu là từ màu xanh tím than sang màu xanh lục nhạt.
2. Cách tiến hành :
Dùng pipet bầu lấy chính xác vào bình chuẩn độ 10ml dung dịch tiêu chuẩn K2Cr2O7
0,02N. Thêm vào đó 2ml H2SO4 2M, 5 ml H3PO4 20% và 3 giọt chỉ thị diphenylamin, rồi
chuẩn độ bằng dung dịch ion Fe2+ cần xác định cho đến khi màu của dung dịch trong bình
chuẩn độ chuyển từ màu tím than sang màu xanh lục (Chú í: gần điểm tương đương cần
chuẩn độ chậm từng giọt, lắc kĩ, do dạng oxi hoá của chỉ thị khó tan ). Chuẩn độ 2 lần nhác
lại. Ghi thể tích dung dịch ion Fe2+ cần xác định đã tiêu tốn cho chuẩn độ.
3. Tường trình: a. Mẫu dung dịch ion Fe2+ số…
b. Thể tích dung dịch ion Fe2+ lần 1…., lần 2….. 10,5ml
c. Nồng độ đương lượng gam của dung dịch ion Fe2+ . chuẩn độ trực tiếp
K2Cr2O7 + Fe2+ + H2SO4 ➔ Cr3+ + Fe3+ +..... (V.N) Fe = (V.N)K2Cr2O7 NFe = 10.0,02/10,5 = 0,0190N
d. Khối lượng của ion Fe2+ có trong 1 lít dung dịch mẫu.
Chỉ số đương lượng ncs = 1 , đương lượng Đ = M/ncs =56/ 1
m = VNĐ = 1. 0,019. 56 = 1,0640g
Thí nghiệm 3: Xác định nồng độ dung dịch Na2S2O3
1. Nguyên tắc: - 15 -
Tinh thể Na2S2O3.5H2O không phải là chất gốc, dung dịch Na2S2O3 dễ bị phân hủy khi
có vết axit. Vì vậy cần xác định chính xác nồng độ trước khi dùng. Việc xác định nồng độ
dung dịch Na2S2O3 được dựa trên phản ứng:
2Na2S2O3 + I2 = 2NaI + Na2S4O6
Tuy nhiên khó có thể pha được dung dịch I2 tiêu chuẩn theo phương pháp thông
thường (do iốt dễ bay hơi, dễ thăng hoa). Trong thực tế, điều chế dung dịch I2 gián tiếp bằng phản ứng sau:
K2Cr2O7 + 6KI + 14 H+ = 3I2 + 2Cr3+ + 8K+ + 7H2O (phản ứng thế)
Số đương lượng iốt giải phóng ra tương đương với K
. Sau đó chuẩn độ lượng 2Cr2O7
iốt giải phóng ra bằng dung dịch Na2S2O3 theo phản ứng chuẩn độ:
2Na2S2O3 + I2 = 2NaI + Na2S4O6 (phản ứng chuẩn độ).
Dung dịch natri thiosunphat được bố trí trên buret. Chỉ thị là hồ tinh bột, dựa trên khả
năng tạo phức màu xanh tím than giữa iốt và hồ tinh bột. Tuy nhiên phức chất này chỉ thuận
nghịch khi nồng độ iốt nhỏ, do đó, chỉ cho chỉ thị vào khi đã gần đến điểm tương đương, để
sai số chỉ thị là nhỏ.
2. Cách tiến hành:
a- Pha dung dịch Na2S2O3 0,02N:
Sinh viên tự tính khối lượng tinh thể Na
O cần để pha 100ml dung dịch tiêu 2S2O3.5H2 chuẩn Na2S2O3 0,02N.
Cân lượng tính toán đã thêm 5 – 10% của Na
O trên cân kĩ thuật và hoà tan 2S2O3.5H2
thành chính xác 100ml dung dịch.
b- Xác định nồng độ của dung dịch Na2S2O3:
Dùng pipet bầu lấy chính xác vào bình chuẩn độ 10ml dung dịch tiêu chuẩn gốc
K2Cr2O7 0,02N. Thêm vào đó khoảng 5ml KI 5%, 2ml H2SO4 2M, lắc đều, rồi để yên trong 5
phút. Chuẩn độ lượng iốt giải phóng ra bằng dung dịch Na2S2O3 cần xác định từ trên buret cho
đến khi dung dịch có màu vàng nhạt (màu vàng rơm), thêm vào bình 5 giọt chỉ thị hồ tinh bột
và chuẩn độ tiếp đến khi dung dịch hết màu xanh tím than (màu xanh tím than chuyển xang
màu xanh nhạt, bền trong 30 giây). (Chú í: gần điểm tương đương cần chuẩn độ chậm từng
giọt, lắc kĩ). Chuẩn độ 2 lần nhắc lại. Ghi thể tích dung dịch Na2S2O3 đã tiêu tốn cho chuẩn
độ. Nồng độ chính xác của dung dịch Na2S2O3 vừa pha được tính từ chuẩn độ này.
3. Tường trình:
a. Thể tích dung dịch Na2S2O3 : lần 1…., lần 2….. 13ml
b. Nồng độ đương lượng gam và nồng độ mol/lit của dung dịch Na2S2O3. gián tiếp thế (V.N) Na2S2O3 = (V.N)K2Cr2O7
N Na2S2O3 = 0,02.10/13 = 0,0153N
Chỉ số đương lượng Na2S2O3 là 1, ĐƯƠNG LƯỢNG GAM Đ = M/ncs
c. Tính độ tinh khiết của Na2S2O3.5H2O theo phần trăm.
Thí nghiệm 4: Xác định nồng độ và khối lượng ion Ca2+ trong dung dịch
1. Nguyên tắc : - 16 -
Ion Ca2+ không có tính oxy hóa khử. Muốn xác định Ca2+ bằng phương pháp oxy hóa
khử cần chuẩn độ gián tiếp. Thí nghiệm này sử dụng chuẩn độ gián tiếp thế ngược, thay thế
Ca2+ bằng lượng tương đương kết tủa CaC , sau đó 2O4
chuẩn độ lượng ion C2 4 O 2- tiêu chuẩn
dư bằng dung dịch tiêu chuẩn KMnO . Khi tính kết quả, sử dụng phản ứng thế để tính đương 4
lượng gam của Ca2+, sử dụng phản ứng chuẩn độ (chuẩn độ ngược) để tính số đương lượng gam của Ca2+.
Phản ứng thế : Ca2+ + ( NH4)2C2O4 tc, dư = CaC2O4 + 2NH4 + + C2O4 2- dư
Số đương lượng CaC2O4 tạo ra tương đương với số đương lượng ion Ca2+. Lọc bỏ kết tủa
CaC2O4 ,dung dịch thu được chứa lượng dư ion C2 4
O 2- được đun nóng và chuẩn độ bằng dung
dịch tiêu chuẩn KMnO4 trong môi trường axit
Phản ứng chuẩn độ : 5C2O4 2- dư
+ 2 KMnO4 + 16H+ = 10CO 2 + 2Mn2+ +2K+ +8H 2 O
Dung dịch tiêu chuẩn KMnO4 bố trí trên buret. Chỉ thị là mầu tím của dung tiêu chuẩn, tại
điểm tương đương dung dịch chuyển từ không mầu sang mầu hồng.
2. Cách tiến hành:
Dùng pipet bầu lấy chính xác 20ml dung dịch Ca2+ cần xác định vào cốc chịu nhiệt.
Thêm tiếp vào đó chính xác 25ml dung dịch tiêu chuẩn (NH4)2C2O4 0,02N. Đun nóng dung
dịch đến nhiệt độ 60 -800C. Dùng giấy lọc băng xanh lọc bỏ kết tủa để lấy dung dịch (lưu ý:
lấy 5ml dung dịch lọc đầu tiên để tráng bình và bỏ đi, rồi lọc tiếp). Hút vào bình chuẩn độ
10ml dung dịch lọc, thêm vào đó 5ml H2SO4 2M rồi đun nóng đến nhiệt độ 60 – 800C. Chuẩn
độ dung dịch trong bình bằng dung dịch tiêu chuẩn KMnO4 0,02N đến khi màu của dung dịch
chuyển từ không màu sang hồng nhạt. (Chú ý: Gần điểm tương đương cần chuẩn độ chậm từng
giọt, lắc kĩ). Ghi thể tích dung dịch KMnO4 đã tiêu tốn cho chuẩn độ.
Tường trình: a. Mẫu dung dịch ion Ca2+ số: ......
b. Thể tích dung dịch KMnO4 : lần 1: ........., lần 2: .......
c. Nồng độ đương lượng gam của dung dịch ion Ca2+
d. Khối lượng của ion Ca2+ có trong một lít dung dịch mẫu
III. Dụng cụ và hoá chất
III.1. Dụng cụ: Cân phân tích, buret, pipet, bình tam giác, cốc thuỷ tinh, phễu thuỷ tinh.
III.2. Hoá chất: K2Cr2O7 tinh khiết, dd tiêu chuẩn gốc K2Cr2O7 0,2N, H2SO4 2M, H3PO4 20%, KI 5%, mẫu Fe2+, Na
, diphenylamin 1% trong axit sunphuric đặc, hồ tinh bột 1% 2S2O3
trong nước, KMnO4 0,02N, mẫu Ca2+, (NH4)2C2O4 0,02N, nước cất.
Bài 3: Chuẩn độ kết tủa – Chuẩn độ tạo phức
A. Chuẩn độ kết tủa
Trong phân tích các đối tượng nông nghiệp, các phương pháp chuẩn độ kết tủa thường
được sử dụng đều dựa trên các phản ứng tạo kết tủa giữa ion Ag+ với các ion halogenua, CNS-
(viết tắt X-) theo phản ứng: Ag+ + X- = AgX
Người ta qui định, đương lượng gam của AgNO3 bằng khối lượng mol phân tử của nó,
nên đương lượng gam của các ion halogenua, CNS- bằng khối lượng mol ion của chúng.
Dựa trên các phản ứng này, có thể xác định định lượng các ion halogenua, CNS- bằng
ion Ag+ và ngược lại. Khi xác định định lượng các ion halogenua, CNS- sử dụng dung dịch
AgNO3 làm dung dịch tiêu chuẩn. Song, AgNO3 không phải là chất gốc, nên dụng dịch của nó
sau khi pha xong phải chuẩn độ lại bằng dung dịch tiêu chuẩn gốc NaCl. Tuỳ theo dung dịch - 17 -
phân tích mà ta chọn chuẩn độ trực tiếp phương pháp Mo (Mohr), hay chuẩn độ ngược
phương pháp Fonha (Volhard).
B. Chuẩn độ tạo phức
Chuẩn độ tạo dựa trên các phản ứng tạo phức, phổ biến nhất là các phản ứng của complexon
với các ion kim loại. Chuẩn độ với việc sử dụng complexon làm dung dịch tiêu chuẩn còn
được gọi là chuẩn độ complexon. Hợp chất complexon thường dùng là EDTA
(etylendiamintetraaxetic axit - H Y, complexon II), hay muối dinatri dễ tan của axit này 4 (Na
EDTA, complexon III, Trilon B…). Trong dung dịch, EDTA phân li và cho 5 2H2Y, Na2
dạng tồn tại: H4Y, H3Y-, H2Y2-, HY3-và Y4-, do đó, tuỳ theo pH môi truờng mà phản ứng của
nó với ion kim loại có thể xảy ra như sau: pH = 3 - 4 Mn+ + H3Y- = MYn-4 + 3H+ pH = 4 - 5 Mn+ + H2Y2- = MYn-4 + 2H+ pH = 7 - 9 Mn+ + HY3- = MYn-4 + H+ pH ? 10 Mn+ + Y4- = MYn-4
.Điều này có nghĩa, các ion kim loại tạo phức mạnh với EDTA, có thể tạo phức ngay
trong môi trường axit mạnh, còn với các ion tạo phức yếu hơn, phức chất chỉ hình thành trong
môi trường axit yếu, môi trường trung tính hoặc môi trường kiềm. Đây chính là cơ sở cho
việc chuẩn độ phân đoạn các ion kim loại bằng complexon.
Tuy nhiên, vì phản ứng của ion kim loại với complexon giải phóng ra ion H+, do đó
để duy trì pH dung dịch ở giá trị thích hợp phải sử dụng dung dịch đệm pH. Complexon III Na
Y) tạo phức với mọi ion kim loại phức chất MYn-4 2EDTA (Na2 (tức
tỉ lệ thành phần phức chất là Na2EDTA : Mn+ = 1 : 1). Người ta qui ước: ĐNa2EDTA = M/2 , như
vậy, Đ n+ = 1/2 khối lượng mol ion (ion gam) của nó. M
Để xác định điểm tương đương của phép chuẩn độ complexon, thuận lợi và phổ biến
nhất là sử dụng các chỉ thị màu kim loại. Đây là các hợp chất hữu cơ có màu tạo được phức
chất màu bền với ion kim loại Mn+, song, kém bền hơn so với phức chất M - complexon III.
Như vậy, ở điều kiện xác định, sự chuyển màu trong quá trình chuẩn độ là từ màu dạng phức
chất chỉ thị - ion kim loại sang màu chỉ thị dạng tự do, hoặc ngược lại. Một số chỉ thị thường
dùng là eriocrom T đen, murexit…
Phép chuẩn độ complexon cho phép xác định được riêng rẽ nhiều các ion kim loại
trong hỗn hợp và một số anion thông qua chuẩn độ trực tiếp, chuẩn độ gián tiếp. I. Nội dung
- Pha dung dịch tiêu chuẩn gốc NaCl.
- Kiểm tra nồng độ dung dịch tiêu chuẩn AgNO3.
- Xác định nồng độ dung dịch KSCN
- Pha dung dịch tiêu chuẩn gốc complexon III
- Xác định độ cứng của nước.
- Chuẩn độ xác định ion Fe3+ trong hỗn hợp các ion Fe3+, Al3+ và Mg2+.
II. Các thí nghiệm:
Thí nghiệm 1: Pha dung dịch tiêu chuẩn gốc NaCl 0,02N
1. Nguyên tắc:
NaCl (TKPT) là chất gốc trong chuẩn độ kết tủa. ĐNaCl = MNaCl. - 18 -
2. Cách pha :
a- Cách 1: Pha từ chất gốc
Sinh viên tự tính khối lượng chất gốc NaCl cần thiết để pha 100ml dung dịch NaCl 0,02N.
Cân chính xác khối lượng NaCl (TKPT) (đã sấy khô) vừa tính bằng cân phân tích.
Chuyển toàn bộ lượng cân vào bình định mức 100ml. Cho vào bình khoảng 50 ml nước cất,
lắc đến khi các tinh thể tan hoàn toàn. Thêm nước cất đến vạch. Đậy nút và đảo đều dung dịch 3 lần.
Chú í: Để cân chính xác khối lượng NaCl đã tính bằng cân phân tích mất nhiều thời
gian, sinh viên có thể cân nhanh, chính xác khối lượng gần với khối lượng đã tính, pha thành
100ml dung dịch rồi tính lại chính xác nồng độ từ lượng đã cân.
b- Cách 2: Pha từ dung dịch tiêu chuẩn gốc:
Sinh viên tự tính thể tích dung dịch tiêu chuẩn gốc NaCl 0,2N cần để pha 100ml dung
dịch tiêu chuẩn NaCl 0,02N.
Dùng pipet bầu hút chính xác thể tích dung dịch tiêu chuẩn gốc NaCl 0,2N đã tính vào
bình định mức 100ml. Thêm nước cất đến vạch. Đậy nút và đảo đều dung dịch 3 lần.
3. Tường trình: Cách tính khối lượng chất gốc NaCl hoặc thể tích dung dịch tiêu chuẩn gốc
NaCl 0,2N cần để 100ml dung dịch NaCl 0,02N.
Thí nghiệm 2: Xác định nồng độ dung dịch tiêu chuẩn AgNO3 theo phương pháp Mo
1. Nguyên tắc:
Phương pháp Mo sử dụng dung dịch tiêu chuẩn AgNO3 để xác định dung dịch
halogenua (X-) trong môi trường pH = 6 – 10 khi dung dịch mẫu phân tích không có các anion CO 2- 3- 3 , PO4 ...
Khi dung dịch tiêu chuẩn AgNO3 được dùng trong chuẩn độ trực tiếp, thì sử dụng
dung dịch tiêu chuẩn gốc NaCl kiểm tra nồng độ dung dịch AgNO3 với chỉ thị là dung dịch
K2CrO4 (phương pháp Mo). Trong hệ chuẩn độ xảy ra các phản ứng sau:
NaCl + AgNO3 = AgCl + NaNO3 (phản ứng chuẩn độ) trắng
Khi hết Cl- bắt đầu dư AgNO3:
2 AgNO3 + K2CrO4 = Ag2CrO4 + 2 KNO3 ( phản ứng chỉ thị) nâu đỏ
Do đó dung dịch AgNO3 được bố trí trên buret và sự chuyển màu của trong chuẩn độ
là từ kết tủa màu trắng sang nâu nhạt. 2. Cách tiến hành:
Dùng pipet bầu lấy chính xác vào bình chuẩn độ 10ml dung dịch tiêu chuẩn gốc NaCl
0,02N. Thêm vào đó 5 giọt K2CrO4 2M, rồi chuẩn độ bằng dung dịch AgNO3 cần xác định
nồng độ đến khi xuất hiện kết tủa màu nâu đỏ thì dừng lại. (Chú í: gần điểm tương đương
cần chuẩn độ chậm từng giọt, lắc kĩ). Chuẩn độ 2 lần nhắc lại. Ghi thể tích dung dịch AgNO3
đã tiêu tốn cho chuẩn độ.
3. Tường trình: a. Thể tích dung dịch AgNO3 : lần 1…., lần 2….. 12,5ml
b. Nồng độ đương lượng gam của dung dịch AgNO3. - 19 -
AgNO3 + NaCl == > AgCl + NaNO3 CHUẨN ĐỘ TRỰC TIẾP (V.N) AgNO3 = (V.N) NaCl
NAgNO3 = 10.0,02/12,5 = 0,016N
Thí nghiệm 3: Xác định nồng độ dung dịch KCNS theo phương pháp Fonha.
1. Nguyên tắc:
Phương pháp Fonha sử dụng để xác định halogenua (X-) trong môi trường axit khi
dung dịch mẫu X- có chứa các anion gây nhiễu như CO 2- 3 , P 4 O 3-...
Phương pháp này dựa trên phép chuẩn độ ngược: cho dung dịch tiêu chuẩn AgNO3 dư
(lượng AgNO3 phải dư 40 – 60%) vào dung dịch NaCl; sau đó, lượng dư của AgNO3 được
chuẩn độ lại bằng dung dịch tiêu chuẩn KCNS với chỉ thị Fe(NO . Như vậy, dung dịch 3)3
KCNS được để trên buret và màu dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt của phức chất
[FeCNS]2+. Các phản ứng xảy ra như sau: pH = 2
NaCl + AgNO3 dư == AgCl + NaNO3 (phản ứng chuẩn độ) trắng
AgNO3 dư + KCNS == AgCNS + KNO3 (phản ứng chuẩn độ) trắng pH = 2
Fe(NO3)3 + KCNS == [FeCNS]2+ + K+ + 3NO3 - (phản ứng chỉ thị) đỏ máu
2. Cách tiến hành:
Dùng pipet bầu lấy chính xác vào bình chuẩn độ 10ml dung dịch tiêu chuẩn gốc NaCl
0,02N. Thêm vào đó: 1ml HNO3 2M, một lượng chính xác 20 ml dung dịch AgNO3 0,016N
tiêu chuẩn, và 5 giọt dung dịch Fe(NO3)3 5%. Chuẩn độ lượng Ag+ dư bằng dung dịch KCNS
cần xác định nồng độ đến khi dung dịch xuất hiện màu hồng (bền trong 30 giây) thì dừng lại.
(Chú í: gần điểm tương đương cần chuẩn độ chậm từng giọt, lắc kĩ). Chuẩn độ 2 lần nhắc lại.
Ghi thể tích dung dịch KCNS đã tiêu tốn cho chuẩn độ.
3. Tường trình:
a. Mẫu dung dịch KSCN số........
b. Thể tích dung dịch KCNS lần 1…., lần 2….. 10,3ml
c. Tính nồng độ dung dịch KCNS.và khối lượng KSCN có trong 1 lít dung dịch Chuẩn độ ngược
(V.N) KSCN = (V.N)Ag - (V.N)NaCl
NKSCN = [20.0,016 - 10.0,02]/10,3 = 0,0116N
Thí nghiệm 4: Pha dung dịch tiêu chuẩn complexon III 0,02N
1. Nguyên tắc: Complexon III (Na Y) có công thức Na 2H2
2H2C10H12O8N2.2H2O (TKPT) là chất gốc
trong chuẩn độ complexon. Phản ứng của nó với các ion kim loại là: - 20 -