Thực tập phân tích Hoá học - Phần 1: Phân tích định lượng hoá học

pdf 124 trang vanle 20/05/2021 4710
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Thực tập phân tích Hoá học - Phần 1: Phân tích định lượng hoá học", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfthuc_tap_phan_tich_hoa_hoc_phan_1_phan_tich_dinh_luong_hoa_h.pdf

Nội dung text: Thực tập phân tích Hoá học - Phần 1: Phân tích định lượng hoá học

  1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  Nguyễn Văn Ri Tạ thị thảo Thực tập phân tích Hoá học PHẦN 1 PHÂN TÍCH ĐỊNH LƢỢNG HOÁ HỌC Hà nội 2006
  2. MỤC LỤC Phần 1 Phân tích định lƣợng hoá học cơ bản Chƣơng 1 Phƣơng pháp chuẩn độ axit-bazơ 2 Bài 1 Chuẩn độ đơn axit, đơn bazơ 2 1.1 Hiệu chỉnh thể tích buret 2 1.1.1 Thực hành cân nƣớc cất 2 1.1.2 Vẽ đƣờng cong hiệu chỉnh thể tích buret 3 1.2 Pha chế dung dịch chuẩn axit oxalic để xác định bazơ 3 1.3 Xác định các nồng độ đơn axit đa bazơ 3 1.3.1 Thiết lập nồng độ NaOH theo dung dịch gốc H2C2O4 3 1.3.2 Xác định nồng độ HCl 4 1.3.3 Xác định nồng độ CH3COOH 4 1.3.4 Xác định nồng độ NH3 5 + 1.3.5 Xác định hàm lƣợng NH4 theo phƣơng pháp foocmalin 5 Bài 2 Chuẩn độ đa axit 6 2.1 Dung dịch chuẩn 6 2.1.1 Pha chế dung dịch từ fixanal 6 2.1.2 Thiết lập nồng độ HCl theo natri tetraborat 6 2.2 Xác định nồng độ đa axit và muối của nó 7 2.2.1 Xác định nồng độ dung dịch H3PO4 bằng dung dịch chuẩn NaOH 7 2.2.2 Xác định nồng độ HCl và H3PO4 trong cùng hỗn hợp 7 2.2.3 Xác định nồng độ KH2PO4 và K2HPO4 trong cùng hỗn hợp 8 Bài 3 Chuẩn độ đa bazơ 9 3.1 Các dung dịch chuẩn 9 3.1.1 Thiết lập nồng độ HCl theo Na2CO3 9 3.1.2 Thiết lập nồng độ NaOH theo HCl đã chuẩn 9 3.2 Xác định đa bazơ bằng axit mạnh 10 3.2.1 Xác định nồng độ Na2CO3 và NaHCO3 trong hỗn hợp 10 3.2.2 Xác định hàm lƣợng Na2CO3 trong NaOH công nghiệp 10 3.2.3 Xác định độ cứng tạm thời của nƣớc máy 11 3.3 Câu hỏi ôn tập phần các phản ứng axit-bazơ 12 Chƣơng 2 Phƣơng pháp chuẩn độ complexon 13 Bài 4 Chuẩn độ trực tiếp xác định các ion kim loại 13 4.1 Pha dung dịch chuẩn EDTA 13 4.2 Xác định các ion kim loại 13 4.2.1 Xác định Zn2+, Mg2+, Pb2+, chất chỉ thị ETOO ở pH 10 13 4.2.2 Xác định Ni2+, Cu2+, Ca2+, chỉ thị Murexit 14 3+ 4.2.3 Xác định Fe , chỉ thị axít sunfosalixilic H2SSal 15 4.2.4 Xác định Cu2+ chỉ thị PAN, pH =5 15 Bài 5 Các kỹ thuật chuẩn độ complexon 16 5.1 Chuẩn độ phân đoạn xác định Bi3+, Pb2+ 16 5.2 Chuẩn độ ngƣợc xác định Pb2+bằng Zn2+ và EDTA 16 1
  3. 5.3 Chuẩn độ thay thế 17 5.3.1 Xác định Pb2+ 17 5.3.2 Xác định Ba2+ khi có mặt Mg2+ hoặc MgY2- 17 5.4 Xác định Ni2+ với hệ chỉ thị CuY2—PAN 18 Bài 6 Các kỹ thuật chuẩn độ complexon (tiếp) 19 3- 6.1 Xác định hàm lƣợng PO4 19 6.1.1 Nguyên tắc 19 6.1.2 Quy trình phân tích 19 6.2 Xác định Hg2+, Zn2+ trong hỗn hợp 20 6.2.1 Nguyên tắc 20 6.2.2 Quy trình phân tích 21 6.3 Xác định độ cứng toàn phần của nƣớc máy 21 Bài 7 Xác định hỗn hợp Al3+, Ca2+, Mg2+ (bài kiểm tra) 22 7.1 Nguyên tắc 22 7.2 Quy trình phân tích 22 7.3 Câu hỏi ôn tập 23 Chƣơng 3 Phƣơng pháp chuẩn độ kết tủa tạo phức 24 Bài 8 Xác định các halogenua, SCN- 24 8.1 Phƣơng pháp Mohr xác định Cl-, Br- 24 8.2 Phƣơng pháp Fajans xác định Cl-, Br-, I-, SCN- 24 8.3 Phƣơng pháp Volhard xác định Cl-, Br-, I-, SCN- 25 - 8.4 Xác định Cl bằng Hg(NO3)2 26 8.5 Câu hỏi ôn tập 26 Chƣơng 4 Các phƣơng pháp oxi hoá - khử 27 Bài 9 Phƣơng pháp pemanganat 27 9.1 Xác định nồng độ dung dịch pemanganat 27 9.2 Xác định nồng độ H2O2 công nghiệp 27 - 9.3 Xác định nồng độ NO2 28 9.4 Xác định nồng độ Fe2+, Fe3+ trong hỗn hợp 28 9.5 Xác định hàm lƣợng Ca2+ 29 Bài 10 Phƣơng pháp dicromat 30 10.1 Pha dung dịch K2Cr2O7 30 10.2 Xác định nồng độ Na2S2O3 30 10.3 Xác định Pb2+ bằng phƣơng pháp diromat 31 10.3.1 Nguyên tắc 31 10.3.2 Quy trình phân tích 31 10.4 Xác định hàm lƣợng crom trong mẫu nƣớc thải 32 10.4.1 Nguyên tắc 32 10.4.2 Quy trình phân tích 32 Bài 11 Phƣơng pháp chuẩn độ iot-thiosunfat 33 11.1 Đặc điểm của phƣơng pháp 33 11.2 Pha dung dịch chuẩn 34 11.2.1 Pha dung dịch Na2S2O3 34 2
  4. 11.2.2 Pha dung dịch I2 34 11.3 Xác định nồng độ dung dịch Cu2+ 35 11.4 Xác định nồng độ dung dịch natrisunfit 35 11.5 Xác định nồng độ dung dịch natriasenit 36 11.6 Xác định hàm lƣợng clo hoạt động trong nƣớc javen 37 Bài 12 Phƣơng pháp chuẩn độ bromat, iođat 38 12.1 Nguyên tắc của phƣơng pháp 38 12.2 Xác định nồng độ dung dịch Sb3+ bằng phép đo bromat 38 12.3 Xác định hàm lƣợng Al3+ trong mẫu bằng phép đo bromat 39 12.4 Xác định nồng độ H+ bằng phép đo iođat 40 Chƣơng 5 Phƣơng pháp trọng lƣợng 41 Bài 13 Phƣơng pháp phân tích trọng lƣợng xác định Mg2+ 41 13.1 Kỹ thuật lọc 41 13.1.1 Giấy lọc không tàn 41 13.1.2 Cách gấp giấy lọc và kỹ thuật lọc 41 13.2 Xác định Mg theo phƣơng pháp trọng lƣợng 42 13.2.1 Nguyên tắc xác định 42 13.3 Quy trình phân tích 43 Bài 14 Phƣơng pháp phân tích trọng lƣợng xác định Fe 44 14.1 Nguyên tắc 44 14.2 Xác định hàm lƣợng Fe trong phèn sắt 44 2- Bài 15 Xác định SO4 bằng phƣơng pháp trọng lƣợng và complexon 45 2- 15.1 Xác định SO4 bằng phƣơng pháp trọng lƣợng 45 15.1.1 Nguyên tắc xác định 45 15.1.2 Quy trình phân tích 45 2- 15.2 Xác định SO4 bằng phƣơng pháp complexon 45 15.2.1 Nguyên tắc xác định 45 15.2.2 Quy trình phân tích 46 15.3 Câu hỏi ôn tập 46 Phần 2 Phân tích mẫu thực tế 47 Chƣơng 6 Phân tích hợp kim 47 Bài 16 Xác định hàm lƣợng Mn trong gang 47 16.1 Nguyên tắc xác định 47 16.2 Quy trình phân tích 48 16.3 Tính toán kết quả 48 16.4 Hoá chất 48 Bài 17 Phân tích Al, Cu, Zn trong hợp kim Devada 49 17.1 Nguyên tắc xác định 49 17.2 Quy trình phân tích 49 Bài 18 Xác định Fe, Cr, Ni trong hợp kim inox 50 18.1 Nguyên tắc xác định 50 18.2 Quy trình phân tích 50 18.3 Tính toán kết quả 52 3
  5. 18.4 Hoá chất 52 Bài 19 Xác định Cu, Sn, Pb, Zn trong đồng thau 53 19.1 Nguyên tắc xác định 53 19.2 Quy trình phân tích 53 19.2.1 Xác định Sn 53 19.2.2 Xác định Cu, Pb, Sn trong dung dịch nƣớc lọc 54 19.3 Tính toán kết quả 54 19.4 Hoá chất 54 Bài 20 Xác định hàm lƣợng Cu, Fe, Al, Zn trong hợp kim nhôm 55 20.1 Nguyên tắc xác định 55 20.2 Quy trình phân tích 55 20.3 Tính toán kết quả 56 20.4 Hoá chất 56 Chƣơng 7 Phân tích các sản phẩm công nghiệp 57 Bài 21 Xác định hàm lƣợng Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO trong xi măng pooclăng 57 21.1 Chuẩn bị mẫu 57 21.2 Phân huỷ mẫu 57 21.3 Nguyên tắc xác định 57 21.4 Quy trình phân tích (theo TCVN 139 1991) 58 21.4.1 Xác định hàm lƣợng Fe2O3 58 21.4.2 Xác định hàm lƣợng Al2O3 58 21.4.3 Xác định hàm lƣợng CaO 58 21.5 Tính toán kết quả 59 21.6 Hoá chất 59 Bài 22 Xác định hàm lƣợng P2O5 trong phân bón NPK 60 22.1 Nguyên tắc xác định photpho (quy về P2O5) 60 22.2 Quy trình phân tích 61 22.3 Tính toán kết quả 61 22.4 Hoá chất 61 Bài 23 Xác định Mn trong quặng piroluzit 62 23.1 Nguyên tắc xác định 62 23.2 Quy trình phân tích 62 23.3 Tính toán kết quả 62 23.4 Hoá chất 62 Chƣơng 8 Phân tích môi trƣờng 63 Bài 25 Xác định một số chỉ tiêu hoá học của nƣớc và nƣớc thải 63 25.1 Xác định hàm lƣợng oxi hoà tan (DO) trong nƣớc 63 25.1.1 Nguyên tắc xác định 63 25.1.2 Quy trình phân tích 64 25.2 Xác định nhu cầu oxi hoá học trong nƣớc (COD) 64 25.2.1 Nguyên tắc 64 25.2.2 Lấy mẫu và bảo quản 65 4
  6. 25.2.3 Quy trình phân tích 65 25.3 Tính toán kết quả 65 25.4 Hoá chất 65 Bài 24 Phân tích một số chỉ tiêu hoá học của nƣớc bề mặt 66 2- 24.1 Xác định hàm lƣợng SO4 66 24.2 Xác định hàm lƣợng H2S 66 24.3 Xác định hàm lƣợng Cl- (phƣơng pháp Mohr) 66 24.4 Xác định độ axit 67 24.5 Xác định độ kiềm 67 24.6 Xác định độ cứng 67 24.7 Xác định hàm lƣợng Ca2+ 69 24.8 Tính toán kết quả 69 24.9 Hoá chất 69 Chƣơng 9 Phân tích thực phẩm 70 Bài 26 Phân tích một số chỉ tiêu của nƣớc mắm 70 26.1 Chuẩn bị mẫu 70 26.2 Quy trình phân tích (theo TCVN-1520-74) 70 26.2.1 Xác định độ axit trong nƣớc mắm (tính theo CH3COOH) 70 26.2.2 Xác định hàm lƣợng muối NaCl 70 26.2.3 Xác định hàm lƣợng N-foocmon trong nƣớc mắm 71 26.2.4 Xác định N toàn phần của nƣớc mắm 71 26.3 Tính toán kết quả 72 26.4 Hoá chất và dụng cụ 72 Bài 27 Phân tích hàm lƣợng các loại đƣờng trong sữa đặc có đƣờng 74 27.1 Nguyên tắc phƣơng pháp phân tích 74 27.2 Chuẩn bị mẫu 74 27.3 Quy trình phân tích 75 27.3.1 Định lƣợng đƣờng lactoza 75 27.3.2 Định lƣợng đƣờng sacaroza 75 27.4 Tính toán kết quả 75 26.5 Hoá chất 75 Bài 28 Phân tích một số chỉ tiêu hoá học của chất béo 76 28.1 Xác định chỉ số axit 76 28.1.1 Nguyên tắc 76 28.1.2 Cách tiến hành 76 28.2 Xác định chỉ số xà phòng 76 28.2.1 Nguyên tắc 76 28.2.2 Cách tiến hành 76 28.3 Xác định chỉ số este 77 28.4 Xác định chỉ số iot 77 28.5 Xác định chỉ số peoxit 77 28.5.1 Nguyên tắc 78 28.5.2 Quy trình phân tích 78 5
  7. 28.6 Tính toán kết quả 78 28.7 Hoá chất 78 Bài 29 Xác định một số chỉ tiêu hoá học của rƣợu uống 79 29.1 Xác định độ axit toàn phần 79 29.2 Xác định hàm lƣợng axít xianhidric 79 29.2.1 Nguyên tắc 79 29.2.2 Cách tiến hành 80 29.3 Xác định hàm lƣợng andehit 80 29.3.1 Nguyên tắc 80 29.3.2 Cách tiến hành 80 29.4 Xác định hàm lƣợng este 81 29.4.1 Nguyên tắc xác định 81 29.4.2 Cách tiến hành 81 29.5 Tính toán kết quả 81 29.6 Hoá chất 81 Bài 30 Xác định hàm lƣợng foocmandehit, phenol trong nƣớcuống Xác định hàm lƣợng KIO3 trong muối iot 82 30.1 Xác định hàm lƣợng anđehitfoocmic 82 30.1.1 Nguyên tắc xác định 82 30.1.2 Cách tiến hành 82 30.2 Định lƣợng phenol 82 30.2.1 Nguyên tắc 82 30.2.2 Cách tiến hành 83 30.3 Định lƣợng KIO3 trong muối iot (theo TCVN 1998) 83 30.3.1 Nguyên tắc 83 30.3.2 Cách tiến hành 83 30.4 Tính toán kết quả 83 30.5 Hoá chất 83 Chƣơng 10 Các phụ lục 84 Phụ lục 1 Đo trọng lƣợng 84 P1.1 Các loại cân 84 P1.2 Quy tắc sử dụng cân phân tích 86 Phụ lục 2 Đo thể tích 87 P2.1 Các dụng cụ đo thể tích thông thƣờng 87 P2.2 Làm sạch dụng cụ thuỷ tinh 87 P2.3 Hiệu chỉnh dụng cụ đo thể tích 88 P2.4 Xác định dung tích pipet 89 Phụ lục 3 Các thiết bị sử dụng trong phân tích trọng lƣợng 90 P3.1 Tủ sấy 90 P3.2 Lò nung 90 P3.3 Chén nung 92 Phụ lục 4 Nguyên tử khối của một số nguyên tố thƣờng gặp 94 Phụ lục 5 Các hằng số phân ly axit ở 25oC 94 6
  8. Phụ lục 6 Một số chỉ thị axit-bazơ quan trọng 95 Phụ lục 7 Một số chỉ thị sử dụng trong chuẩn độ complexon 96 Phụ lục 8 Một số chỉ thị oxi hoá khử 96 Phụ lục 9 Các giá trị Y(H) đ ể phức complexonat kim loại tạo thành hoàn toàn 96 Phụ lục 10 Hằng số bền của các complexonat kim loại 97 Phụ lục 11 Hằng số tạo thành của một số phức ở 25oC 97 Phụ lục 12 Tích số tan của một số hợp chất khó tan ở 25o C 100 Phụ lục 13 Một số thế điện cực tiêu chuẩn 101 Phụ lục 14 Nồng độ của một số axit-bazơ đặc bán trên thị trƣờng 104 7
  9. LỜI NÓI ĐẦU Phân tích định lƣợng đƣợc dùng để xác định quan hệ định lƣợng giữa các thành phần của chất nghiên cứu, trong đó chất phân tích đóng vai trò là trung tâm. Tuỳ thuộc vào yêu cầu và đặc trƣng kỹ thuật sử dụng để xác định thành phần của chất phân tích, các phƣơng pháp phân tích định lƣợng đƣợc chia thành 3 nhóm: các phƣơng pháp phân tích hóa học, vật lý và hoá lý còn gọi là phƣơng pháp phân tích công cụ. Các phƣơng pháp phân tích hoá học gồm phƣơng pháp phân tích trọng lƣợng và phân tích thể tích (gồm phƣơng pháp chuẩn độ thể tích, phƣơng pháp thể tích khí, phƣơng pháp thể tích lắng đọng). Các phƣơng pháp chuẩn độ thể tích dựa trên 4 loại phản ứng cơ bản gồm phản ứng axit- bazơ, phản ứng tạo phức, phản ứng kết tủa và phản ứng oxi hoá khử. Các phƣơng pháp phân tích công cụ xác định các chất phân tích dựa vào các tính chất hoá lý của chúng, thí dụ tính chất dẫn điện, tính chất hấp thụ quang.v.v, liên quan trực tiếp tới nồng độ các chất phân tích. Điểm khác biệt cơ bản giữa phƣơng pháp phân tích hoá học và phƣơng pháp phân tích công cụ ở chỗ để xác định chất, phƣơng pháp phân tích hoá học dựa vào các phản ứng hoá học có thƣớc đo là khối lƣợng chất, thể tích dung dịch, còn các phƣơng pháp phân tích công cụ có thƣớc đo là tín hiệu đƣợc ghi lại dƣới dạng một vạch phổ, một xung điện v.v. Trang bị của một phòng thí nghiệm phân tích hoá học bao gồm các dụng cụ thuỷ tinh, nhƣ buret, pipet, ống đong, bình định mức .v.v, để phân tích trọng lƣợng cần có các thiết bị nung, sấy, cân, các dụng cụ kèm theo để kết tủa chất, lọc rửa kết tủa v.v. Trang bị của một phòng thí nghiệm phân tích công cụ gồm các thiết bị hiện đại hơn, đắt tiền hơn, đƣợc chia làm 3 nhóm: + Nhóm các thiết bị phân tích quang học bao gồm: các máy đo phổ hấp thụ phân tử UV- VIS, máy đo phổ hấp thụ nguyên tử và máy đo phổ phát xạ nguyên tử. + Nhóm các thiết bị phân tích điện hoá gồm: các máy đo thế và đo dòng điện liên quan tới nồng độ của chất phân tích trong dung dịch, đó là các máy cực phổ với hệ điện cực khác nhau, các máy đo thế v.v. + Nhóm các thiết bị tách, bao gồm tách sắc ký và tách chiết. Tách là một kỹ thuật phân chia riêng biệt các chất từ một hỗn hợp. Kết hợp với phần nhận biết bằng quang học hoặc điện hoá, có thể định lƣợng chất phân tích ở giới hạn phát hiện thấp cỡ phần triệu (ppm), phần tỷ (ppb), đôi khi tới phần nghìn tỷ (ppt). 8
  10. Một phòng thí nghiệm phân tích tuỳ theo nhiệm vụ mà trang bị các thiết bị cho phù hợp, tuy nhiên phải đảm bảo tính phổ thông, trang bị các thiết bị thông thƣờng để chuẩn bị mẫu và phân tích các chất đa lƣợng, vừa đảm bảo tính hiện đại, có các thiết bị tiên tiến để phân tích đƣợc các chất có hàm lƣợng thấp, vết và siêu vết. Sự kết hợp cả phần phân tích hoá học và phân tích công cụ là không thể thiếu. Trong xu thế của hội nhập khu vực và toàn cầu, chúng ta ngày càng phải nâng cao chất lƣợng của mọi loại hình sản phẩm trong đó không ít các sản phẩm có đóng góp của chuyên ngành Hoá học Phân tích. Đó là phân tích nguyên liệu và sản phẩm của quá trình sản xuất trong nông nghiệp cũng nhƣ trong nông nghiệp, phân tích các mẫu trong nghiên cứu khoa học, phân tích lâm sàng, phân tích các mẫu phục vụ cho qúa trình điều tra phá án, v.v. Một khối lƣợng khổng lồ các mẫu phân tích nhƣ vậy không ít mẫu liên quan trực tiếp tới sự thành bại của một doanh nghiệp, sức khoẻ, và đặc biệt là sinh mạng chính trị của con ngƣời. Điều đó nói lên nhu cầu thực tế đòi hỏi tính chính xác và tính đúng đắn của các kết quả phân tích. Để giúp sinh viên có những kiến thức cơ bản về thực hành Hoá phân tích, đáp ứng cho công việc khi ra trƣờng, chúng tôi đã biên soạn lại cuốn "Thực tập phân tích định lƣợng, phần 1 các phƣơng pháp phân tích hoá học" nhằm trang bị cho sinh viên những kiến thức và những kỹ năng cơ bản về phân tích định lƣợng. Cuốn sách gồm hai phần: Phần 1 là các bài thực hành phân tích định lƣợng cơ bản. Trƣớc hết, các kỹ thuật làm việc với các dụng cụ dùng trong phân tích định lƣợng nhƣ cân phân tích, dụng cụ thuỷ tinh v.v., sao cho đáp ứng đƣợc các nhu cầu độ chính xác của phƣơng pháp. Bốn phản ứng cơ bản là axít-bazơ, tạo phức, kết tủa và oxi hoá khử đã đƣợc cụ thể hoá thành các bài xác định nồng độ các chất. Sau mỗi phần có các bài kiểm tra đánh giá kỹ năng thực hành của sinh viên bằng các mẫu của phòng thí nghiệm. Phần 2 là các bài phân tích các mẫu thực tế, bao gồm các quy trình đã đƣợc kiểm nghiệm đƣợc áp dụng phân tích các mẫu thực nhƣ mẫu thực phẩm, mẫu nƣớc, hợp kim, phân bón v.v. Trong phần này, sinh viên đƣợc trang bị các kiến thức liên quan đến mẫu thực tế, các tình huống phải xử lý để thu đƣợc kết quả phân tích chính xác. Để có đƣợc cuốn sách này, chúng tôi đã đƣợc sự góp ý rất quý báu của các Thầy, Cô của bộ môn Hoá phân tích, khoa Hoá học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên cũng nhƣ của nhiều đồng nghiệp khác. Nhân dịp này, chúng tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô và các bạn đồng nghiệp. Do thời gian có hạn, cuốn sách không khỏi có những thiếu sót, rất mong đƣợc sự góp ý của độc giả để cuốn sách ngày càng hoàn thiện hơn. 9
  11. Các tác giả PHẦN 1 PHÂN TÍCH ĐỊNH LƢỢNG HOÁ HỌC CƠ BẢN CHƢƠNG 1 PHƢƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ AXÍT - BAZƠ BÀI 1: CHUẨN ĐỘ ĐƠN AXÍT, ĐƠN BAZƠ 1.1 HIỆU CHỈNH THỂ TÍCH BURET 1.1.1 Thực hành cân nước cất (Các loại cân phân tích và cách sử dụng đã trình bày ở phụ lục 1 trang 87-88) Nguyên tắc: Thành trong của buret thƣờng không thẳng đều, nhƣng khi sản xuất ngƣời ta thƣờng đánh dấu thể tích theo khoảng cách, điêù đó dẫn tới sai lệch thể tích của từng đoạn cũng nhƣ của cả buret. Cân nƣớc cất để tìm ra thể tích thực của từng đoạn sau đó biểu diễn sự sai lệch vào đồ thị và điều chỉnh trong quá trình phân tích sau này. Tiến hành: Rửa sạch buret, tráng nƣớc cất hai lần, không cần sấy khô, lấy nƣớc cất vào buret đến vạch ―0‖. Một cốc cân có nắp đạy đặt ở dƣới buret, cân thể tích của từng đoạn, mỗi đoạn 5ml, cho tới hết thể tích buret (50ml hoặc 25 ml), sau đó lập bảng số liệu theo mẫu bảng 1 và vẽ đồ thị biểu diễn sai lệch thể tích, giả thiết phép đo đƣợc thực hiện ở 30oC (hình 1). Bảng 1: Bảng số liệu hiệu chỉnh thể tích buret. STT Thể tích Khối lƣợng Nhiệt độ, Thể tích thực v, ml o các đoạn nƣớc C gH2O/ (g30/1000) (Vthực-Vdanh n.) 1 0-5 X1 30 X1 /0,99492 - 2 5-10 X2 30 X2 /0,99492 - 3 10-15 X3 30 X3 /0,99492 - 4 15-20 X4 30 X4 /0,99492 - 5 20-25 X5 30 X5 /0,99492 - 6 25-30 X6 30 X6 /0,99492 - 7 30-35 X7 30 X7 /0,99492 - 8 35-40 X8 30 X8 /0,99492 - 10
  12. 9 40-45 X9 30 X9 /0,99492 - 10 45-50 X10 30 X10 /0,99492 - 1.1.2 Vẽ đường cong hiệu chỉnh thể tích buret v, ml + 0,05 V,ml 0 10 20 30 40 50 - 0,05 Hình 1: Đƣờng cong hiệu chỉnh thể tích buret 1.2 PHA CHẾ DUNG DỊCH CHUẨN AXIT OXALIC ĐỂ XÁC ĐỊNH BAZƠ Nguyên tắc: Ngƣời ta cân một lƣợng xác định chất gốc trên cân phân tích có độ chính xác 0,0001 hoặc 0,00001 g, hoà tan định lƣợng lƣợng cân trong bình định mức có dung tích thích hợp rồi pha loãng bằng nƣớc tới vạch. Tiến hành : Cân, pha dung dịch chuẩn H2C2O4 0,025 M (M=126,066) Cân chính xác 0,7879 gam H2C2O4.2H2O có độ tinh khiết phân tích trong cốc cân, chuyển axít qua phễu vào bình định mức 250ml (hình 2). Tráng cốc cân 3 lần bằng nƣớc cất vào bình định mức. Thêm khoảng 150ml nƣớc cất nữa và lắc kĩ cho tan hết sau đó thêm nƣớc cất đến vạch mức, lắc kĩ để trộn đều, ta có dung dịch chuẩn axit oxalic 0,025M. Hình 2 Pha dung dịch axít oxalic 1.3 XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ CÁC DUNG DỊCH ĐƠN AXIT, ĐƠN BAZƠ 11
  13. 1.3.1 Thiết lập nồng độ dung dịch NaOH theo dung dịch gốc H2C2O4 Nguyên tắc: phƣơng pháp có cơ sở là phản ứng trung hoà H2C2O4 + 2NaOH Na2C2O4 + 2 H2O Axit oxalic có pK1=1,25; pK2 = 4,27. Do bƣớc nhảy thứ nhất ngắn, phải chuẩn độ đến muối trung hoà. Tại điểm tƣơng đƣơng thứ hai, dung dịch chỉ có muối bazơ Na2C2O4, có pH 9, làm đổi màu chỉ thị phenolphtalein, nên phép chuẩn độ kết thúc khi xuất hiện màu hồng bền trong 30 giây của chất chỉ thị. Tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch axit oxalic chuẩn vào bình nón cỡ 250ml. Thêm 2-3 giọt dung dịch chất chỉ thị phenolphtalein 0,1% trong cồn, lắc đều. Từ buret, vừa nhỏ từ từ dung dịch NaOH cần xác định nồng độ vào bình nón, vừa lắc đều đến khi dung dịch xuất hiện màu hồng thì ngừng chuẩn độ. Ghi số ml NaOH đã chuẩn độ - V0 ml. Làm 3 lần và lấy kết quả trung bình. Nồng độ mol/l dung dịch NaOH đƣợc tính theo công thức 2.(Coxalic.Voxalic ) C NaOH V0 1.3.2 Xác định nồng độ dung dịch HCl Nguyên tắc: Cơ sở của phƣơng pháp dựa vào phản ứng trung hoà: HCl + NaOH = NaCl + H2O Tại điểm tƣơng đƣơng, dung dịch muối NaCl là muối trung tính, pH=7, hơn nữa đƣờng cong chuẩn độ có bƣớc nhảy pH lớn (4-10), có thể dùng các chất chỉ thị là phenolphtalein hoặc metyl da cam, metyl đỏ v.v. Tiến hành: Lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch HCl cần xác định nồng độ vào bình nón cỡ 250ml, thêm 2-3 giọt dung dịch chất chỉ thị. Từ buret, nhỏ dung dịch NaOH đã biết nồng độ vào và lắc đều bình nón cho tới khi dung dịch có màu hồng bền trong khoảng 30 giây thì dừng chuẩn độ. Ghi số ml dung dịch NaOH đã chuẩn độ - V0ml. Làm 3 lần rồi lấy kết quả trung bình và tiến hành thí nghiệm với hai chất chỉ thị và so sánh kết quả, giải thích (khi dùng chất chỉ thị metyl da cam thì màu của dung dịch chuyển từ đỏ sang vàng). Nồng độ mol/l của HCl đƣợc xác định nhƣ sau: CNaOH.V0 CHCl VHCl 12
  14. 1.3.3 Xác định nồng độ dung dịch CH3COOH Nguyên tắc: Cơ sở của phƣơng pháp dựa vào phản ứng trung hoà: CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O Tƣơng tự nhƣ phép chuẩn độ axit oxalic, tại điểm tƣơng đƣơng chỉ có muối NaCH3COO, có pH 9 nên sử dụng chất chỉ thị phenolphtalein Tiến hành: Lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch axit axetic vào bình nón cỡ 250ml thêm 2-3 giọt chất chỉ thị phenolphtalein. Từ buret, nhỏ dung dịch NaOH đã biết nồng độ vào, lắc đều cho tới khi dung dịch có màu hồng bền trong khoảng 30 giây thì dừng lại. Ghi số ml NaOH đã chuẩn độ - V0ml. Làm 3 lần rồi lấy kết quả trung bình. CNaOH.V0 CHAc VHAc Tiến hành tƣơng tự với chất chỉ thị metyl da cam, so sánh các kết quả và giải thích. 1.3.4 Xác định nồng độ dung dịch NH3 Nguyên tắc: Cơ sở của phƣơng pháp dựa vào phản ứng trung hoà: NH3 + HCl NH4Cl + H2O Tại điểm tƣơng đƣơng, muối NH4Cl, có pH 5 nên sử dụng chất chỉ thị metyl đỏ. Tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch NH3 cần xác định nồng độ vào bình nón cỡ 250ml. Thêm 2-3 giọt dung dịch chất chỉ thị metyl đỏ rồi tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch HCl đã biết nồng độ. Khi dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu đỏ thì dừng chuẩn độ. Ghi số ml HCl đã chuẩn độ - V0ml. Làm 3 lần và lấy kết quả trung bình. Nồng độ mol/l của NH3 đƣợc tính nhƣ sau: C .V C HCl 0 NH3 V NH3 Tiến hành tƣơng tự với chất chỉ thị phenolphtalein, so sánh các kết quả và giải thích. 1.3.5. Xác định hàm lượng muối amoni theo phương pháp focmalin Nguyên tắc: Muối amoni tác dụng với HCHO trong nƣớc ( HCHO.H2O) tạo ra lƣợng axit tƣơng ứng đƣợc xác định bằng NaOH. + + 4 NH4 + 6 CH2O (CH2)6N4 + 4 H + 6 H2O 13
  15. Tiến hành: Dùng ống đong lấy 5 ml dung dịch focmalin vào bình nón 250 ml, pha loãng bằng nƣớc cất đến 20 ml, thêm 2-3 giọt chỉ thị phenolphtalein và trung hoà lƣợng HCOOH có trong focmalin bằng dung dịch chuẩn NaOH đến màu hồng. Cân trên cân phân tích a g NH4Cl (khoảng 0,2-0,3 g), đổ vào dung dịch focmalin đã trung hoà ở trên. Lắc cẩn thận hỗn hợp, để yên 3-5 phút và chuẩn độ lƣợng axit giải phóng ra bằng dung dịch chuẩn NaOH. Ghi số ml NaOH tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ. Hàm + lƣợng N-NH4 trong muối NH4Cl đƣợc tính theo công thức: CNaOH .VNaOH .M NH4 X (%) .100 NH4 1000.a * BÀI 2 CHUẨN ĐỘ ĐA AXIT 2.1. DUNG DỊCH CHUẨN 2.1.1. Pha chế dung dịch chuẩn từ fixanal Nguyên tắc: Dùng những lƣợng chất chất rắn hay những thể tích chất lỏng tinh khiết hoá học đã đƣợc cân, đo chính xác đựng trong ống fixanal (hình 3)để pha các dung dịch có độ chuẩn xác định. Fixanal là ống bằng thuỷ tinh có cấu tạo đặc biệt: có hai vị trí rất mỏng giúp ngƣời phân tích có thể dễ dàng dùng đũa thuỷ tinh để chọc thủng, sau đó chuyển toàn bộ chất ở trong fixanal vào bình định mức bằng tia nƣớc cất sau đó hoà tan và định mức. 2 1 Hình 3: Fixanal chứa chất chuẩn (Các điểm 1, 2 trên hình vẽ là các điểm cần phải đƣợc chọc thủng bằng đũa thuỷ tinh để chuyển vào bình định mức) Trên mỗi ống Fixanal ngƣời sản xuất đã ghi rõ dung tích cần pha để thu đƣợc nồng độ nhất định. Thí dụ: Fixanal đựng Na2B4O7.10H2O trên đó có ghi ―N/10‖ nhƣ vậy, ngƣời ta đã cân 19,0685gam Na2B4O7.10H2O để pha thành 1lit dung dịch có nồng độ 0,1N hay 0,05M. 14
  16. 2.1.2 Thiết lập nồng độ dung dịch HCl theo natri tetraborat Muối natri tetraborat kết tinh (Na2B4O7.10H2O) có khối lƣợng phân tử lớn (M=381,37), có thể dùng làm chất gốc. Trong dung dịch loãng, ion tetraborat phản ứng với H+ tạo thành axit boric: 2- + B4O7 + 2H + 5 H2O 4 H3BO3 Axit boric là đa axit yếu, pK1=9,24 ; pK2=12,74 ; pK3 = 13,8 . Do K1 ≫ K2 , K3 có thể xem nhƣ đơn axit yếu có pKA= pK1. Khi chuẩn độ dung dịch natri tetraborat bằng dung dịch HCl, tại điểm tƣơng đƣơng, hình thành axit boric, do đó tính pH tại điểm tƣơng đƣơng nhƣ một axít yếu: pHtđ = 1/2 pK1 - 1/2 lg Ca = 4,62 + 0,5 = 5,12 Đối với pH này có thể dùng metyl đỏ để làm chất chỉ thị. Tiến hành: Cân chính xác 2,3835g Na2B4O7.10H2O cho vào bình định mức 250 ml, thêm khoảng 150 ml nƣớc cất nóng, lắc kỹ cho tan hết, để nguội đến nhiệt độ phòng thêm nƣớc cất tới vạch mức, đảo kỹ, ta có dung dịch nồng độ 0,025M. Lấy V1 ml (10 ml) dung dịch natritetraborat có nồng độ C1 vừa điều chế vào bình nón 250 ml, thêm vào mỗi bình 2-3 giọt dung dịch metyl đỏ (có khoảng đổi màu 4,4 - 6,2), dung dịch có màu vàng. Từ buret nhỏ từng giọt dung dịch HCl cho tới khi dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu da cam, hết V ml HCl. Để phép chuẩn độ đƣợc chính xác cần dùng dung dịch đối chứng là dung dịch 100 ml axit boric loãng cỡ 1 % trong đệm có pH = 5,1-5,2 có thêm 2-3 ml NaCl 1 M và 2-3 giọt dung dịch chất chỉ thị metyl đỏ, dung dịch có màu da cam. Tiến hành chuẩn độ ba lần, lấy kết quả trung bình. Nồng độ mol/l HCl đƣợc xác định nhƣ sau: 2C1V1 CHCl V 2.2 XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ ĐA AXÍT VÀ MUỐI CỦA NÓ 2.2.1. Xác định nồng độ dung dịch H3PO4 bằng dung dịch chuẩn NaOH Nguyên tắc: Cơ sở của phƣơng pháp dựa vào phản ứng trung hoà H3PO4 theo hai nấc: Nấc 1 : H3PO4 + NaOH NaH2PO4 + H2O H3PO4 có pK1 = 2,12 ; pK2 = 7,21, pK3 = 12,36 ; Tại điểm tƣơng đƣơng 1 pH = 1/2pK1 + 1/2pK2 = 4,665, dùng metyl da cam có pT = 4 hoặc metyl đỏ có pT = 5 làm chất chỉ thị. 15
  17. Nấc 2 : NaH2PO4 + NaOH Na2HPO4 + H2O; Tại điểm tƣơng đƣơng 2, pH = 1/2pK2 + 1/2pK3 = 9,785, dùng phenolphtalein có pT=9 làm chất chỉ thị là phù hợp. Tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch H3PO4 cho vào bình nón cỡ 250ml. Thêm 2-3 giọt dung dịch chất chỉ thị metyl da cam, dung dịch có màu đỏ. Dùng dung dịch chuẩn NaOH chuẩn độ tới khi dung dịch từ màu đỏ chuyển sang màu vàng thì dừng lại. Ghi số ml NaOH đã chuẩn độ - V1ml. Thêm vào dung dịch chuẩn độ 2-3 giọt chất chỉ thị phenolphtalein, tiếp tục chuẩn độ (nấc thứ hai của axit H3PO4) bằng NaOH cho tới khi dung dịch có màu hồng bền trong 30 giây thì dừng lại, ghi số ml NaOH đã chuẩn độ - V2ml. Làm 3 lần lấy kết quả trung bình. V1.CNaOH V2.CNaOH CH PO 3 4 V V 2.2.2. Xác định nồng độ HCl và H3PO4 trong cùng hỗn hợp Nguyên tắc: Dùng dung dịch NaOH để chuẩn độ HCl và H3PO4 với hai chất chỉ thị là metyl da cam và phenolphtalein. Khi metyl da cam đổi màu (pT=4), toàn bộ HCl đã đƣợc chuẩn độ cùng với nấc 1 của axit H3PO4. Khi phenolphtalein đổi màu (pT=9), nấc thứ hai của H3PO4 đƣợc chuẩn độ, số mol NaOH dùng cho nấc này chính là số mol H3PO4. Số mol NaOH chênh lệch của hai lần chuẩn độ chính là số mol HCl. Tiến hành: Lấy chính xác 10ml dung dịch hỗn hợp HCl và H3PO4 cần phân tích cho vào bình nón cỡ 250ml; thêm 2-3 giọt dung dịch metyl da cam, lắc đều và chuẩn độ bằng dung dịch NaOH có nồng độ C tới khi dung dịch chuyển sang màu vàng. Ghi số ml NaOH đã chuẩn độ (V1). Thêm vào 3 giọt dung dịch phenolphtalein và tiếp tục chuẩn độ tới khi dung dịch chuyển sang màu hồng. Ghi số ml NaOH đã chuẩn độ lần 2 (V2). Làm 3 lần rồi lấy kết quả trung bình. Nồng độ mol/l của axit photphoric đƣợc tính nhƣ sau: V .C (V V ).C C 2 ;C 1 2 H 3PO 4 10 HCl 10 2.2.3. Xác định nồng độ KH2PO4 và K2HPO4 trong cùng hỗn hợp Nguyên tắc : Có 2 cách xác định hỗn hợp trên - Cách 1: Chuẩn độ bằng KOH cho tới đổi màu chất chỉ thị phenolphtalein để xác định KH2PO4, sau đó dùng HCl để chuẩn độ dung dịch vừa nhận đƣợc tới chuyển màu 16
  18. metyldacam (lúc này cả hai muối đều phản ứng) số milimol HCl chính là tổng milimol của hai loại. Hiệu số milimol của HCl và KOH là số milimol của K2HPO4. - Cách 2: Chuẩn độ bằng HCl cho tới đổi màu chất chỉ thị metyl da cam để xác định K2HPO4, sau đó dùng KOH chuẩn độ dung dịch vừa nhận đƣợc cho tới chuyển màu phenolphtalein để xác định tổng số. Hiệu số milimol của KOH và HCl chính là số milimol của KH2PO4. Tiến hành :(làm theo cách 1) Lấy vào bình nón 10 ml dung dịch mẫu phân tích, thêm 2 giọt dung dịch chất chỉ thị phenolphtalein. Dùng dung dịch NaOH có nồng độ C1 chuẩn độ tới xuất hiện màu hồng, hết V1ml. Thêm vào dung dịch vừa chuẩn độ 3 giọt dung dịch metyl da cam, dùng dung dịch HCl có nồng độ C2 chuẩn độ cho tới khi dung dịch xuất hiện màu đỏ, hết V2. Tính kết quả: Nồng độ KH2PO4 và nồng độ K2HPO4 đƣợc tính theo công thức: C1.V1 C2 .V2 C1.V1 CKH PO C 2 4 10 K2HPO4 10 * BÀI 3 CHUẨN ĐỘ ĐA BAZƠ 3.1. CÁC DUNG DỊCH CHUẨN 3.1.1. Thiết lập nồng độ dung dịch HCl theo Na2CO3 Natri cacbonat khan có M=105,99, là muối trung hoà của axit cacbonic (H2CO3). Muối Na2CO3 tinh khiết, khan cũng đƣợc dùng làm chất gốc đƣợc chuẩn bị bằng cách o nung Na2CO3 loại tinh khiết phân tích tới khối lƣợng không đổi ở 270 C trong tủ sấy 1 giờ. Phản ứng giữa HCl và Na2CO3 0,1M có hai nấc nhƣ sau: Na2CO3 + HCl NaHCO3 + H2O NaHCO3 + HCl H2CO3 + NaCl -7 -11 Axit cacbonic có K1 = 4,3.10 ; K2 = 5,61.10 hay pK1 và pK2 của nó tƣơng ứng là 6,35 và 10,32. Tại điểm tƣơng đƣơng thứ nhất ta có: 17
  19. pK + pK 6,37 + 10,25 pH = 1 2 = = 8,21 1 2 2 Với pH này, ta dùng phenolphtalein làm chất chỉ thị. Tại điểm tƣơng đƣơng thứ hai, hình thành H2CO3 là đa axit yếu, tuy nhiên K1>>K2 nên xem nhƣ một đơn axit yếu, Ca= 0,1M (bỏ qua pha loãng), pH đƣợc tính nhƣ sau: 1 1 pH pK log Ca 3,185 0,5 3,685 2 2 1 2 Nhƣ vậy sử dụng chất chỉ thị metyl da cam làm chất chỉ thị là phù hợp. Tiến hành : Cân chính xác trên cân phân tích a gam Na2CO3 khan, p.a (khoảng 0,10g), cho vào bình nón 250ml, thêm nƣớc cất, lắc đều đến tan hết. Thêm 2 giọt dung dịch phenolphtalein, chuẩn độ bằng HCl cho đến khi dung dịch mất màu hồng, hết V1ml. Thêm tiếp vài giọt dung dịch metyl da cam (hoặc bromocresol xanh) và chuẩn độ tiếp bằng HCl cho tới khi dung dịch có màu da cam (hoặc màu xanh lá cây), đun sôi để đuổi H2CO3, để nguội, lúc này dung dịch có pH=8,3. Tiếp tục chuẩn độ tới khi dung dịch chuyển sang màu da cam hoặc màu xanh lá cây, hết tổng cộng V2ml. Nồng độ mol/l HCl đƣợc tính nhƣ sau: 2.a.1000 CHCl V2 .105,99 3.1.2 Thiết lập nồng độ NaOH theo HCl đã chuẩn (Xác lập nồng độ NaOH theo HCl đƣợc tiến hành giống mục 1.4.2 trong bài 1 ) 3.2. XÁC ĐỊNH ĐA BAZƠ BẰNG AXÍT MẠNH 3.2.1. Xác định nồng độ Na2CO3 và NaHCO3 trong hỗn hợp Việc xác định Na2CO3 và NaHCO3 trong hỗn hợp đƣợc thực hiện theo 2 cách: Cách 1: Chuẩn độ hỗn hợp bằng HCl với chất chỉ thị phenolphtalein. Khi đó 1 nấc Na2CO3 bị trung hoà thành NaHCO3. sau đó tiếp tục chuẩn độ tổng NaHCO3 bằng dung dịch chuẩn HCl với chất chỉ thị metyl da cam. Kết hợp 2 giai đoạn chuẩn độ sẽ tính đƣợc hàm lƣợng Na2CO3 và NaHCO3 (sinh viên tự thiết lập qui trình thí nghiệm và công thức tính hàm lƣợng từng chất) 18
  20. Cách 2: Chuẩn độ hỗn hợp Na2CO3 và NaHCO3 bằng HCl khi có chất chỉ thị metyl da cam. Sau đó thêm một lƣợng dƣ chính xác dung dịch kiềm vào mẫu khác có dung dịch hỗn hợp 2 muối để chuyển chúng thành muối cacbonat và thêm tiếp lƣợng dƣ BaCl2 để tạo kết tủa BaCO3. Không cần lọc kết tủa, chuẩn độ lƣợng kiềm dƣ khi có mặt chất chỉ thị phenolphtalein: - - 2- 2+ 2- HCO3 + OH CO3 + H2O ; Ba + CO3 BaCO3 Cách này cho kết quả tốt hơn khi hỗn hợp cần phân tích chứa NaHCO3 ít hơn Na2CO3. Tiến hành (theo cách 2): Hút 10 ml hỗn hợp cần chuẩn độ, thêm 2-3 giọt dung dịch chất chỉ thị metyl da cam và chuẩn độ đến khi dung dịch có màu da cam, hết V1 ml. Lấy 10 ml dung dịch mẫu phân tích mới, thêm vào đó 25 ml dung dịch chuẩn NaOH, 10 ml dung dịch BaCl2 1M và 2-3 giọt dung dịch phenolphtalein. Chuẩn độ lƣợng kiềm dƣ đến mất màu phenolphtalein, hết V2 ml. Hàm lƣợng Na2CO3 và NaHCO3 đƣợc tính theo công thức sau: 25.C NaOH V2 .CHCl C NaHCO 3 10 V1.CHCl (25.C NaOH V2 .CHCl ) CNa CO 2 3 2.10 3.2.2. Xác định hàm lượng Na2CO3 trong NaOH công nghiệp Nguyên tắc: Phản ứng giữa Na2CO3 với HCl có 2 nấc. Tại điểm tƣơng đƣơng thứ nhất, dung dịch sẽ có pH khoảng 8,21 (xem mục 3.1.1 bài 3) nên dùng chất chỉ thị phenolphtalein là phù hợp. Mặt khác khi chuẩn độ bazơ mạnh bằng axit mạnh, đƣờng cong chuẩn độ có bƣớc nhảy ở pH 4-10, khi kết thúc với chất chỉ thị phenolphtalein, toàn bộ NaOH cũng phản ứng hết với HCl, các phản ứng nhƣ sau: NaOH + HCl NaCl + H2O ; Na2CO3 + HCl NaHCO3 + H2O Nhƣ vậy số milimol HCl cũng chính là số milimol tổng của NaOH và Na2CO3 khi phenolphtalein mất màu hồng. Chuẩn độ tiếp bằng HCl tới tƣơng đƣơng 2 sẽ phản ứng: NaHCO3 + HCl NaCl + H2CO3 Tại điểm tƣơng đƣơng 2, dung dịch H2CO3 có pH 4, làm đổi màu metyl da cam từ vàng sang đỏ, số milimol HCl phản ứng ở đây là số milimol Na2CO3. Hiệu số của số milimol HCl tổng số và số milimol HCl của phản ứng sau là số milimol của NaOH. 19
  21. Tiến hành: Cân chính xác a gam mẫu (khoảng 1,0-1,5 gam) cần kiểm tra cho vào bình định mức 250ml. Tráng cốc cân ba lần bằng nƣớc cất vào bình định mức, thêm khoảng 100ml nƣớc, lắc đều cho tan hết rồi thêm nƣớc cất đến vạch mức, trộn đều, đạy nút ngay. Nƣớc cất dùng để pha xút cần đun sôi kĩ trƣớc để đuổi hết CO2 hoà tan trƣớc khi đem dùng. Dùng pipet hút chính xác Vml (10ml) dung dịch vừa pha vào bình nón 250ml. Thêm 2-3 giọt dung dịch phenolphtalein (dung dịch có màu hồng). Từ buret nhỏ từng giọt dung dịch chuẩn HCl cho đến khi mất màu hồng thì ngừng chuẩn độ. Ghi số ml HCl - V1ml. Thêm vào dung dịch 2-3 giọt dung dịch metyl da cam (dung dịch có màu vàng) và chuẩn độ tiếp bằng HCl. Khi dung dịch chuyển sang màu đỏ thì ngừng chuẩn độ. Ghi số ml HCl đã chuẩn độ (V2 ml). Làm ba lần rồi lấy kết quả trung bình. C .(V V ) C HCl 1 2 NaOH V C .V C HCl 2 Na2CO3 V C .V .106 250 %Na CO HCl 2 . .100 2 3 1000.a 10 3.2.3. Xác định độ cứng tạm thời của nước máy Nguyên tắc: Độ cứng tạm thời của nƣớc là do sự có mặt của các hiđro cacbonat của Ca, Mg đôi khi cả của Fe. Độ cứng này có thể đƣợc loại bỏ bằng cách đun sôi nƣớc. Khi đó các muối hiđro cacbonat bị phân huỷ thành muối cacbonat, oxicacbonat và hiđroxit không tan trong nƣớc. Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2 Mg(HCO3) 2 MgCO3 + H2O + CO2 ; 2 Mg(HCO3)2 Mg2(OH)2CO3 + H2O + 3CO2 Fe(HCO3)2 Fe(OH)2 + 2 CO2 Khi chuẩn độ mẫu nƣớc bằng dung dịch chuẩn HCl có mặt chất chỉ thị metyl dacam, sẽ xảy ra phản ứng sau: + 2+ Ca(HCO3)2 + 2 H Ca + 2 H2O + 2 CO2 Tiến hành: Dùng ống đong lấy 100 ml mẫu nƣớc cần phân tích vào bình nón 250 ml, thêm 2-3 giọt dung dịch metyl dacam rồi chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn HCl đến khi xuất hiện màu da cam. 20
  22. Sinh viên tự lập công thức tính độ cứng theo số mili gam CaCO3 trong 1 lit nƣớc (xem nhƣ trong nƣớc chỉ có Ca). * 3.3 CÂU HỎI ÔN TẬP PHẦN CÁC PHẢN ỨNG AXÍT-BAZƠ 1. Nêu các trang bị cơ bản của một phòng thí nghiệm Hoá Phân tích. 2. Nguyên tắc sử dụng cân phân tích là gì? khi nào thì sử dụng 3. Nêu cách kiểm tra dung tích thực của dụng cụ đo thể tích 4. Tính pH của dung dịch axít yếu, bazơ yếu, đa axít, đa bazơ, muối của đa axít đa bazơ, các dung dịch đệm. 5. Tại sao các chất chuẩn dùng trong phƣơng pháp chuẩn độ axit-bazơ thƣờng dùng các axit mạnh bazơ mạnh chứ không phải là axit yếu, bazơ yếu ? 6. Nguyên tắc chọn chất chỉ thị trong phƣơng pháp chuẩn độ axít - bazơ là gì ? 7. pH thay đổi nhƣ thế nào để màu của chỉ thị ở điểm cuối thay đổi rõ ràng? Tại sao ? 8. Giải thích tại sao khi đun sôi dung dịch tại gần điểm cuối cuả phép chuẩn độ cacbonat bằng HCl sẽ làm cho sự chuyển màu của chất chỉ thị rõ rệt hơn? 9. pK của axít yếu thấp đến mức nào để có thể chuẩn độ đƣợc trong dung dịch nƣớc. 10. Độ mạnh của 2 axít cần phải khác nhau đến mức nào để có thể chuẩn độ riêng biệt chúng trong một dung dịch, tại sao? 11. Tính pH của dung dịch, vẽ đƣờng cong chuẩn độ khi thêm: 0,0 ; 5,0 ; 15,0 ; 25,0; 40,0 ; 45,0 ; 49,0 ; 50,0 ; 51,0 ; 55,0 ; 60,0 ml dung dịch NaOH 0,1 M vào -4 a. 50 ml HNO2 0,1 M , Ka = 4.10 b. Piridin clorua 0,1 M ; Piridin có Kb = 1,7.10-9 10. Tính pH của dung dịch và vẽ đƣờng cong chuẩn độ khi thêm: 0,0 ; 5,0 ; 15,0 ; 25,0 ; 40,0 ; 45,0 ; 49,0 ; 50,0 ; 51,0 ; 55,0 ; 60,0 ml dung dịch HCl 0,1 M vào 50 ml dung -4,75 -10 dịch NH3 0,1 M; Kb = 1.10 ; 50 ml dung dịch NaCN 0,1 M; Ka = 7,2.10 * CHƢƠNG 2 PHƢƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ COMPLEXON BÀI 4 CHUẨN ĐỘ TRỰC TIẾP XÁC ĐỊNH CÁC ION KIM LOẠI 4.1. CÂN PHA DUNG DỊCH CHUẨN EDTA 0,01 M 21
  23. Muối EDTA (Na2H2Y. 2H2O có MEDTA= 372,24) dùng để pha dung dịch chuẩn là loại tinh khiết phân tích, có độ ẩm 0,3 - 0,5 %. Trƣớc khi cân pha cần phải để muối trong bát không có nắp và để trong desicator khoảng 1 ngày đêm để loại hơi ẩm bám trên bề mặt tinh thể. Quy trình: Cân trƣớc thuyền cân (cốc cân) để biết trọng lƣợng, thêm 0,9306g EDTA vào thuyền cân, điều chỉnh lƣợng cân cho tới khi đạt vị trí thăng bằng. Khoá cân, chuyển toàn bộ lƣợng EDTA vào phễu đặt trên bình định mức 250ml, dùng bình cầu tia chuyển toàn bộ EDTA vào bình định mức (hình 2, trang 3), tráng lại phễu ba lần, sau đó thêm nƣớc cất đến khoảng 100 ml, lắc kĩ cho tan hết EDTA. Pha loãng bằng nƣớc cất đến vạch mức, ta có dung dịch EDTA 0,01M. 4.2. XÁC ĐỊNH CÁC ION KIM LOẠI 4.2.1. Xác định nồng độ Zn2+, Mg2+, Pb2+, chất chỉ thị ETOO ở pH=10 a/ Xác định Zn2+ , Mg2+ Nguyên tắc: Cơ sở của phƣơng pháp là phản ứng tạo phức bền của Zn2+, Mg2+ với EDTA ở pH=10 2+ 2- 2- + Zn + H2Y ZnY + 2H Chất chỉ thị ET-OO có màu xanh khi ở dạng tự do, có màu đỏ nho khi ở dạng phức. Sát điểm tƣơng đƣơng, EDTA phản ứng với phức ZnInd chuyển chúng trở lại dạng tự do có màu xanh. 2- 2- ZnInd (đỏ nho) + H2Y ZnY + H2Ind (xanh) Tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch Zn2+ hoặc Mg2+ cần xác định vào bình nón cỡ 250ml. Thêm 20ml nƣớc cất nữa, thêm 5ml dung dịch đệm amoniac và một ít chất chỉ thị (dung dịch có màu đỏ nho). Lắc đều và tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch EDTA đã biết nồng độ. Khi dung dịch có màu xanh biếc thì ngừng chuẩn độ. Ghi số ml EDTA đã chuẩn độ -V0ml. Làm ba lần rồi lấy kết quả trung bình. Nồng độ mol/l của Zn2+ và Mg2+ đƣợc tính : C .V C .V C EDTA 0 ; C EDTA 0 Zn V Mg V b/ Xác định Pb2+ Nguyên tắc: Sử dụng EDTA để xác định rất định lƣợng do Pb2+ tạo phức bền với EDTA ở môi trƣờng trung tính hoặc kiềm. 2+ 2- 2- + Pb + H2Y PbY + 2H 22
  24. Tuy nhiên Pb2+ cũng rất dễ thuỷ phân nên khi chuẩn độ với chỉ thị ET-OO ở pH=10, trƣớc khi tăng pH cần cho thêm tartrat hoặc trietanolamin để tạo phức phụ kém bền sẽ tránh đƣợc hiện tƣợng trên. Tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch Pb2+ cần xác định vào bình nón cỡ 250ml. Thêm 20ml nƣớc cất, 5ml dung dịch KNaC4H4O6 1M, lắc đều, thêm 5ml dung dịch đệm amoniac và một ít chất chỉ thị ET-OO. Đun nóng nhẹ đến khoảng 500C và tiến hành chuẩn độ Pb2+ bằng dung dịch EDTA đã biết nồng độ cho đến khi dung dịch chuyển từ màu đỏ sang màu xanh. Ghi số ml EDTA đã chuẩn độ - V0ml. Làm ba lần lấy kết quả trung bình. C .V C EDTA 0 Pb V 4.2.2. Xác định Ni2+, Cu2+, Ca2+ , chỉ thị murexit a/ Xác định Cu2+, Ni2+ với chất chỉ thị murexit ở pH 8 Nguyên tắc: Dựa trên phản ứng tạo phức bền của Cu2+ (Ni2+) với EDTA: 2+ 2- 2- + Cu + H2Y CuY + 2H Phản ứng đƣợc tiến hành cở pH=8, chất chỉ thị là murexit 1% trong NaCl. + 2- 2- - CuH4Ind (vàng nhạt) + H2Y CuY + H4Ind (tím) Tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch Cu2+ (Ni2+) vào bình nón cỡ 250ml, thêm một ít chất chỉ thị murexit, dùng dung dịch NH3 1N để điều chỉnh pH 8 (thêm vài 2+ giọt dung dịch NH3 cho tới khi dung dịch có màu vàng nhạt thoáng đục). Chuẩn độ Cu bằng dung dịch EDTA đã biết nồng độ cho đến khi dung dịch chuyển sang màu tím. Ghi số ml EDTA đã tiêu tốn (V0ml). Làm ba lần rồi lấy kết quả trung bình. C .V C .V C EDTA 0 ; C EDTA 0 Cu V Ni V b/ Xác định Ca2+ Nguyên tắc: Phƣơng pháp dựa trên phản ứng tạo phức bền của Ca2+ với EDTA ở pH 13, sử dụng murexit làm chất chỉ thị: 2+ 2- 2- + Ca + H2Y CaY + 2H 2- 2- CaH3Ind + H2Y CaY + H3Ind 23
  25. (đỏ) (tím) Tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch Ca2+ cần xác định vào bình nón cỡ 250ml. Thêm 20ml nƣớc cất nữa, thêm 2ml dung dịch NaOH 2N và một ít chất chỉ thị murrexit (1% trong NaCl). Lắc đều, dung dịch có màu đỏ. Chuẩn độ bằng dung dịch EDTA đã biết nồng độ cho tới khi dung dịch chuyển sang màu tím. Ghi số ml EDTA đã chuẩn độ - V0ml. Làm ba lần rồi lấy kết quả trung bình. C .V C EDTA 0 Ca V 3+ 4.2.3. Xác định Fe , chỉ thị axit sunfosalixylic -H2SSal Nguyên tắc: Fe3+ tạo phức bền với EDTA trong môi trƣờng pH = 2 3+ 2- - + Fe + H2Y FeY + 2H + 2- - FeSSal + H2Y FeY + H2SSal đỏ tím vàng khômg màu Tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch Fe3+ cần xác định vào bình nón cỡ 250ml. Thêm 10 giọt dung dịch chất chỉ thị, lắc đều. Nếu dung dịch chƣa có màu đỏ tím thì thêm từ từ từng giọt dung dịch dung dịch NaCH3COO 5% lắc đều cho tới khi xuất hiện màu đỏ tím. Đun nóng dung dịch tới 60-700C, tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn EDTA cho tới khi dung dịch từ màu đỏ tím chuyển sang màu vàng nhạt. Ghi số ml EDTA chuẩn độ - V0ml. Làm ba lần rồi lấy kết quả trung bình. CEDTA .V0 CFe V 4.2.4. Xác định Cu2+ với chất chỉ thị PAN, pH=5 Nguyên tắc: Ion Cu(II) phản ứng với EDTA ở pH= 5 chậm, tuy nhiên phản ứng xảy ra hoàn toàn trong điều kiện nóng 2+ 2- 2- + Cu + H2Y CuY + 2H 2- 2- CuInd + H2Y CuY + HInd tím đậm vàng tƣơi Tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch Cu2+ cần phân tích vào bình nón cỡ 250 ml, thêm 10 ml dung dịch đệm acetat pH= 5 hoặc khoảng 2 gam urotropin và 3 giọt dung dịch chất chỉ thị PAN. Đun sôi dung dịch và chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn 24
  26. EDTA cho đến khi dung dịch chuyển từ màu tím đậm sang màu vàng lục, hết V1 ml, nồng độ mol/l của ion Cu2+ đƣợc tính nhƣ sau: V1.C EDTA CCu(II ) 10 * BÀI 5 CÁC KỸ THUẬT CHUẨN ĐỘ COPLEXON Ngoài kỹ thuật chuẩn độ trực tiếp để xác định nồng độ các ion kim loại, phƣơng pháp complexon còn sử dụng các kỹ thuật chuẩn độ phân đoạn, chuẩn độ ngƣợc, chuẩn độ thay thế 5.1. CHUẨN ĐỘ PHÂN ĐOẠN, XÁC ĐỊNH Bi3+ VÀ Pb2+ Nguyên tắc: Phản ứng tạo phức của Bi3+ với EDTA có thể thực hiện ở pH =1-3 trong khi Pb2+ phản ứng với EDTA ở pH=5-6, đồng thời các ion này đều tạo phức màu với chất chỉ thị xilenol da cam ở pH tƣơng ứng. Vì vậy xác định Bi3+ ở pH 1-3 sau đó điều chỉnh pH tới 5-6 rồi tiếp tục chuẩn độ Pb2+. 3+ 2- - + Bi + H2Y BiY + 2H (pH = 1-3) 2+ 2- 2- + Pb + H2Y PbY + 2H (pH = 5-6) Chất chỉ thị xilenol da cam 1% trong KNO3 (dạng muối) hoặc trong cồn etylic. Tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch phân tích vào bình nón cỡ 250ml. Chỉnh pH về 2-3 bằng dung dịch NH3 5N (theo giấy công go đỏ). Thêm một ít chất chỉ thị, lắc đều, dung dịch có màu đỏ. Dùng dung dịch EDTA đã biết nồng độ chuẩn độ Bi3+ cho tới khi dung dịch chuyển sang màu vàng. Ghi số ml EDTA tiêu tốn - V1ml. Thêm khoảng 1g urotropin vào dung dịch lắc đều, dung dịch trở lại màu đỏ. Chuẩn độ tiếp bằng dung dịch EDTA tới khi dung dịch chuyển sang màu vàng. Ghi số ml dung dịch EDTA chuẩn độ - V2ml. Làm 3 lần để lấy kết quả trung bình. C .V C .V C EDTA 1 ;C EDTA 2 Bi V Pb V 5.2. CHUẨN ĐỘ NGƢỢC, XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ Pb2+ BẰNG Zn2+ Nguyên tắc: Cho Pb2+ tác dụng với một lƣợng dƣ chính xác EDTA đã biết nồng độ ở pH =10 sau đó chuẩn độ lƣợng dƣ EDTA bằng Zn2+ đã biết nồng độ với chất chỉ thị ETOO. 25
  27. 2+ 2- 2- + Pb + H2Y PbY + 2H 2- 2+ 2- + H2Y (dƣ) + Zn ZnY + 2H 2+ + Zn + H2Ind (xanh) ZnInd (đỏ nho) + 2H Tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch Pb2+ cần xác định vào bình nón cỡ 250ml. Thêm chính xác một lƣợng dƣ EDTA (V1ml) đã biết nồng độ. Thêm tiếp 10ml dung dịch đệm amoniac và một ít chất chỉ thị ET-OO, lắc đều, dung dịch có màu xanh. Chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn Zn2+ cho tới khi dung dịch chuyển sang màu đỏ nho. Ghi 2+ số ml Zn đã chuẩn độ - V2ml. Làm ba lần rồi lấy kết quả trung bình. C .V C .V C EDTA 1 Zn 2 Pb V 5.3.CHUẨN ĐỘ THAY THẾ 5.3.1. Xác định Pb2+ Nguyên tắc: Phức PbY2- và MgY2- có logarit hằng số bền lần lƣợt là 18 và 8,7 cho nên trong môi trƣờng đệm amoniac, Pb2+ sẽ đẩy Mg2+ ra khỏi MgY2- một cách định lƣợng. Chuẩn độ Mg2+ sẽ xác định đƣợc Pb2+. Pb2+ + MgY2- PbY2- + Mg2+ 2- 2- MgInd(đỏ nho) + H2Y MgY + HInd(xanh) Tiến hành: Lấy 20ml dung dịch Mg2+ vào bình nón cỡ 250ml, các bƣớc chuẩn độ tiếp theo nhƣ khi xác định nồng độ Mg2+ trong bài trƣớc (mục 6.3.1), ta có dung dịch complexonat magie. Lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch Pb2+ cần xác định cho cẩn thận vào dung dịch complexonat vừa mới điều chế xong, lắc kĩ, dung dịch từ màu xanh lại chuyển về màu đỏ nho. Chuẩn lƣợng Mg2+ giải phóng ra bằng dung dịch EDTA đã biết nồng độ cho đến khi dung dịch chuyển sang màu xanh. Ghi số ml EDTA đã chuẩn độ. Làm 3 lần rồi lấy kết quả trung bình. C .V C EDTA EDTA Pb V 5.3.2. Xác dịnh Ba2+ khi có mặt Mg2+ hoặc MgY2- Nguyên tắc: 26
  28. Các ion kim loại Ba2+ và Mg2+ đều tạo phức với complexon III, có hằng số bền xấp xỉ nhau, tuy nhiên Ba2+ có khả năng tạo phức màu với chất chỉ thị ET-OO kém hơn Mg2+. Khi chuẩn độ hỗn hợp này ở pH =10, tại sát điểm tƣơng đƣơng, Mg2+ sẽ phản ứng với chất chỉ thị tốt hơn nên phức MgInd còn lại sau cùng trƣớc khi phản ứng với EDTA để chuyển thành chỉ thị tự do, sự thay đổi màu rõ rệt làm cho phép chuẩn độ chính xác hơn. 2+ 2- 2- + Khi xa tƣơng đƣơng: Ba + H2Y BaY + 2H 2+ 2- 2- + Mg + H2Y MgY + 2H Tại điểm tƣơng đƣơng: 2- 2- MgInd + H2Y MgY + H2Ind (đỏ nho) (xanh) Trƣờng hợp thêm MgY2-, tuy phức của BaY2- kém bền hơn MgY2-, nhƣng tại sát điểm tƣơng đƣơng có sự thay đổi phức, hình thành MgInd có màu đỏ. BaInd + MgY2- BaY2- + MgInd pK 2 8,69 7,76 7 Nhìn vào biểu thức trên ta thấy tổng pK của vế phải lớn hơn vế trái nhiều cho nên phƣơng trình phản ứng diễn ra khá thuận lợi. Tại điểm tƣơng đƣơng phức MgInd cũng phản ứng với EDTA làm thay đổi màu của dung dịch. 2- 2- MgInd + H2Y MgY + Hind (đỏ nho) (xanh) Tiến hành: Lấy vào bình nón 10 ml dung dịch Ba2+, thêm chính xác 5ml dung dịch Mg2+ có nồng độ CMg (nếu cho complexonat magie thì không cần đo thể tích chính xác), thêm 10ml dung dịch đệm amoniac + amoni clorua, pH=10 và một ít chất chỉ thị ET-OO, dung dịch có màu đỏ nho. Chuẩn độ bằng dung dịch EDTA đã biết nồng độ cho tới khi dung dịch chuyển sang màu xanh. Ghi số ml EDTA đã chuẩn độ - V0ml. Làm song song để lấy kết quả trung bình. Nồng độ mol/l của Ba2+ đƣợc tính nhƣ sau: C EDTA .VEDTA CMg .VMg C Ba 10 5.4 XÁC ĐỊNH Ni2+, CHẤT CHỈ THỊ CuY-PAN Nguyên tắc: Vì phức của Cu2+ với PAN bền hơn rất nhiều so với phức của chất chỉ thị này với các kim loại khác nên có thể sử dụng hệ CuY- PAN làm chất chỉ thị điểm tƣơng đƣơng trong phép chuẩn độ trực tiếp phần lớn các kim loại khác. 27
  29. Tiến hành: Hút 10 ml dung dịch Cu2+ vào bình nón 250 ml và tiến hành chuẩn độ Cu2+ bằng EDTA với chất chỉ thị PAN nhƣ ở phần 6.3.4 đến điểm tƣơng đƣơng. Sau đó thêm tiếp vào dung dịch này 10 ml dung dịch mẫu Ni2+, đun sôi dung dịch và tiếp tục chuẩn độ bằng dung dịch EDTA cho tới khi dung dịch chuyển từ màu xanh tím sang màu vàng lục. Ghi thể 2+ tích EDTA tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ Ni (V1 ml). Nồng độ Ni2+ đƣợc tính nhƣ sau: V1.CEDTA CNi(II ) 10 * BÀI 6 CÁC KỸ THUẬT CHUẨN ĐỘ COMPLEXON (tiếp) 3- 6.1. XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG PO4 6.1.1 Nguyên tắc 3- Trong môi trƣờng kiềm yếu, kết tủa PO4 ở dạng MgNH4PO4 .6H2O ; 2+ + Mg + (NH4)2HPO4 + 6H2O +NH3 = MgNH4PO4.6H2O  + 2NH4 Phản ứng bị ngăn cản bởi sự có mặt của Fe3+, Bi3+, Al3+, Ti3+, phải che bằng EDTA trƣớc khi kết tủa. Để tránh sự tạo thành Mg(OH)2, phản ứng cũng cần đƣợc thực hiện khi mặt muối amoni, tuy nhiên không dùng lƣợng dƣ muối amoni quá lớn. Cần cho thêm KCN và ascorbic trƣớc khi chuẩn độ. Điều kiện tiến hành phản ứng: - Tiến hành kết tủa ở pH > 7 - Phải loại bỏ Li và các cation khác có thể tạo kết tủa với ion photphat (thêm EDTA để tạo phức, trƣờng hợp Ca có thể thêm axit xitric) + - Chỉ thêm một lƣợng dƣ NH4 vừa phải 28
  30. - Đun nóng đến 70-100oC - Cọ đũa thuỷ tinh vào thành ống nghiệm để tạo điều kiện kết tủa, tránh hiện tƣợng quá bão hoà. Kết tủa MgNH4PO4 bị thuỷ phân một phần khi rửa bằng nƣớc: MgNH4PO4 + H2O MgHPO4 + NH4OH Để tránh thuỷ phân, ngƣời ta rửa kết tủa bằng dung dịch amoniac loãng. Lọc, rửa kết tủa, hoà tan bằng HCl 1M sau đó tiến hành chuẩn độ Mg2+ ở pH=10 với chỉ 2+ 3- thị ET-OO. Từ lƣợng Mg đã phản ứng, tính đƣợc lƣợng PO4 trong mẫu. 6.1.2 Quy trình phân tích 3- 3- Lấy mẫu chứa PO4 trong cốc thuỷ tinh 250 ml chịu nhiệt sao cho lƣợng PO4 không quá 250 mg. Thêm 10 ml dung dịch MgSO4 0,5M, thêm 5 ml HCl 6M, 2 giọt dung dịch chất chỉ thị mêtyl đỏ. Pha loãng bằng nƣớc cất tới thể tích 100 ml sau đó thêm chậm từng giọt dung dịch amoniac đặc, vừa thêm vừa khuấy và cọ đũa thuỷ tinh vào thành cốc cho đến khi chất chỉ thị chuyển từ màu đỏ sang màu vàng. Thêm 5 ml dung dịch EDTA 0,02 M, thêm tiếp 5 ml NH3 đặc nữa, đạy nắp và để yên 1 đến vài giờ. Trƣớc khi lọc, cần thử xem đã kết tủa hoàn toàn chƣa. Lọc kết tủa qua giấy lọc băng xanh và rửa bằng dung dịch amoniac 2,5%. Khi cần xác định magiê thật chính xác dƣới dạng amoni-magiê photphat, cần kết tủa lại kết tủa đó lần thứ hai, vì dung dịch phân tích luôn luôn chứa lƣợng lớn muối amoni, kết tủa có công thức không thật sự là MgNH4PO4.6H2O. Kiểm tra độ sạch của kết tủa bằng một giọt dung dịch AgNO3 + HNO3 vào 1ml dung dịch nƣớc rửa không có kết tủa trắng của AgCl. Chuyển cả giấy lọc chứa kết tủa vào cốc 250 ml, thêm 10 ml dung dịch HCl 1M, thêm 30 ml nƣớc, đun sôi dung dịch. Lọc dung dịch qua giấy lọc băng đỏ, rửa giấy lọc bằng nƣớc cất vào bình nón 100 ml. Thêm dƣ chính xác Vml dung dịch EDTA (khoảng 10-20 ml) điều chỉnh pH của dung dịch bằng dung dịch NaOH đến đổi màu giấy công gô đỏ. Thêm 10 ml dung dịch đệm pH=10, thêm 5 ml KCN 5 % và một lƣợng nhỏ axit ascorbic, một it chất chỉ thị ET- OO. Chuẩn độ ngƣợc EDTA bằng dung dịch Mg2+ tới khi dung dịch chuyển màu từ xanh sang đỏ. 29
  31. 3- Lƣợng PO4 đƣợc tính theo công thức: 3 mgPO4 (CEDTA .VEDTA CMg .VMg ).95 6.2. XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ Hg2+ VÀ Zn2+ TRONG HỖN HỢP 6.2.1. Nguyên tắc a) Xác định tổng số Hg2+ và Zn2+ Cho chất tạo phức EDTA dƣ để tác dụng với Hg2+ và Zn2+ sau đó chuẩn độ lƣợng EDTA dƣ bằng Cu2+ với chất chỉ thị PAN ở pH=5 (dùng đệm urotrropin) Phƣơng trình phản ứng của Hg2+ và Zn2+ với EDTA nhƣ sau: 2+ 2- 2+ + Hg + H2Y HgY + 2 H ; 2+ 2- 2+ + Zn + H2Y ZnY + 2 H ; lƣợng EDTA dƣ đƣợc chuẩn độ: 2- 2+ 2- + H2Y (dƣ) + Cu CuY + 2H b) Xác định riêng Hg2+ Cho lƣợng dƣ KI vào chính hỗn hợp complexonat Hg2+ và Zn2+ ở trên để tạo phức với 2+ 2- 2+ Hg thành HgI4 giải phóng ra lƣợng EDTA tƣơng ứng của Hg và chuẩn độ lƣợng EDTA này bằng dung dịch chuẩn Cu2+ ở pH=5 với chất chỉ thị PAN. Các phản ứng nhƣ sau: 2+ - + 2- 2- HgY + 4 I + 2 H HgI4 + H2Y 2- 2+ 2- + H2Y (dƣ) + Cu CuY + 2H 6.2.2 Quy trình phân tích Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch hỗn hợp Hg2+ và Zn2+ cần xác định vào bình nón cỡ 250ml. Thêm chính xác một lƣợng EDTA (V1ml), đã biết nồng độ (C0). Thêm tiếp 1 gam urotropin và một ít chất chỉ thị PAN, lắc đều, dung dịch có màu vàng. Đun sôi dung dịch và dùng dung dịch chuẩn Cu2+ chuẩn độ cho tới khi dung dịch chuyển 2+ sang màu tím. Ghi số ml Cu đã chuẩn độ - V2ml. Thêm tiếp vào dung dịch vừa chuẩn độ ở trên 5 ml dung dịch KI 5%, khi đó dung dịch có màu vàng. Đun sôi lại dung dịch và chuẩn độ lƣợng EDTA đƣợc giải phóng ra 2+ bằng dung dịch chuẩn Cu hết V3 (ml). Làm ba lần rồi lấy kết quả trung bình. Nồng độ Hg2+ và Zn2+ đƣợc tính theo công thức sau: 30
  32. V3.CCu C 2 Hg 10 V1.Co V2 .CCu V3.CCu C 2 Zn 10 6.3 .XÁC ĐỊNH ĐỘ CỨNG TOÀN PHẦN CỦA NƢỚC MÁY Có nhiều cách đánh giá về độ cứng toàn phần của nƣớc máy: Theo tiêu chuển ―GOST‖ của Nga thì độ cứng toàn phần của nƣớc đƣợc định nghĩa là số mili đƣơng lƣợng gam của Ca2+ và Mg2+ trong một lít nƣớc. Theo tiêu chuẩn Nguyên tắc: Chuẩn độ tổng số Ca2+ và Mg2+ bằng dung dịch chuẩn EDTA ở pH = 10, chất chỉ thị ET-00 rồi tính độ cứng của nƣớc. Tiến hành: Tráng bình định mức 100ml bằng nƣớc máy, bình nón 250ml bằng nƣớc cất, sau đó lấy nƣớc máy vào bình định mức đến vạch mức, đổ vào bình nón. Thêm 10 ml dung dịch đệm pH=10, thêm 5 ml KCN 5% (để loại ảnh hƣởng của các kim loại nặng nếu có) và một lƣợng nhỏ bằng hạt đậu xanh chất chỉ thị ET-00. Từ burét, nhỏ từng giọt dung dịch EDTA vào bình nón cho tới khi dung dịch chuyển từ màu đỏ nho sang màu xanh. Sinh viên tự lập công thức tính độ cứng toàn phần của nƣớc./. * BÀI 7 (Bài kiểm tra) XÁC ĐỊNH HỖN HỢP Al, Ca, Mg Mục đích bài này kiểm tra tổng hợp các kỹ năng đối với phƣơng pháp cmplexon bao gồm: chuẩn độ ngƣợc, chuẩn độ liên tiếp, kỹ thuật che, kỹ thuật tách. 7.1 NGUYÊN TẮC Bƣớc 1 - Tách hỗn hợp: + Tách Al khỏi hỗn hợp bằng cách đun nóng dung dịch với NH3 có mặt NH4 để 3+ chuyển Al về dạng Al(OH)3. Lọc, hoà tan kết tủa bằng HCl hoặc H2SO4, đƣợc dung dịch Al3+, phần nƣớc lọc là dung dịch Ca2+ và Mg2+. 31
  33. Bƣớc 2 - Chuẩn độ xác định các chất: - Xác định Al: Chuẩn độ ngƣợc lƣợng EDTA dƣ ở pH=5 bằng Zn2+, chỉ thị PAN - Xác định tổng Ca, Mg: Chuẩn độ trực tiếp hỗn hợp bằng EDTA ở pH = 10, chỉ thị ET-OO. - Xác định Ca: Che Mg2+ bằng NaOH ở pH=13, chuẩn độ Ca với chỉ thị Murexit. 7.2 QUY TRÌNH PHÂN TÍCH Lấy cốc chứa mẫu phân tích của phòng thí nghiệm, thêm nƣớc cất đến khoảng 50 o ml. Đun nóng đến 70-80 C, thêm 5ml dung dịch NH4Cl 1 M, thêm 10 ml NH3 6M, tiếp tục đun nóng 30 phút. Để nguội, lọc kết tủa qua giấy lọc băng vàng vào bình nón 250 ml (nƣớc lọc 1). Hoà tan kết tủa trở lại vào cốc ban đầu bằng 20 ml HCl 6M nóng. Kết tủa lại Al nhƣ đã thực hiện ở trên (5ml NH4Cl + NH3, đun nóng). Lọc, rửa kết tủa 5 lần, mỗi lần 5 ml dung dịch NH3 1% vào bình định mức 250ml đã có nƣớc lọc 1. Thêm nƣớc cất đến vạch, đƣợc dung dịch A chứa Ca, Mg. Lấy kết tủa, hoà tan kết tủa ngay trên giấy lọc bằng dung dịch H2SO4 vào bình định mức vào bình 100 ml, đƣợc dung dịch B. Xác định tổng Ca, Mg: Lấy 10 ml dung dịch A, thêm 10 ml dung dịch đệm NH3+ NH4Cl, thêm một lƣợng nhỏ chất chỉ thị ET-OO, chuẩn bằng dung dịch EDTA cho tới khi dung dịch chuyển từ màu đỏ sang xanh, hết V1 ml. Xác định Ca Lấy 10 ml dung dịch A khác, thêm 2 ml NaOH 2M, lắc kỹ, thêm một ít chỉ thị Murexit, dung dịch có đỏ. Chuẩn bằng dung dịch EDTA cho đến khi chuyển từ màu đỏ sang tím, hết V2 ml. Xác định Al: Lấy 10 ml dung dịch B vào bình nón 250 ml, thêm một mẩu giấy chỉ thị công gô đỏ, dùng dung dịch NH3 6M điều chỉnh cho tới khi giấy công gô chuyển sang màu hồng, 32
  34. thêm 30 ml dung dịch EDTA 0,02 M, thêm 5 ml dung dịch đệm CH3COOH + CH3COONa (pH=4). Đun sôi dung dịch 10 phút, thêm một ít urotropin, lắc kỹ, tiếp tục đun nóng đến 70oC, thêm một ít chỉ thị PAN, chuẩn độ bằng dung dịch EDTA cho đến khi dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu hồng, hết V3 ml. (Sinh viên tự lập công thức tính lƣợng Al, Ca, Mg trong mẫu) 7.3 CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Nêu những khái niệm cơ bản về phức chất (định nghĩa, phân loại, danh pháp) 2. Nêu những đặc điểm cơ bản của phức complexonat kim loại? 3. Hằng số bền và hằng số bền điều kiện của phức chất. Tính hằng số bền điều kiện của phức EDTA-Fe(III) ở các pH : 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ; 7 ; 8 ; 9 ; 10 ; 11 biết rằng phức - 25,1 EDTA-Fe(III) có hằng số bền FeY = 10 , H4Y có các hằng số phân ly là K1 = 1. -2 -3 -7 -11 10 ; K2 = 2,1.10 ; K3 = 5,4 .10 ; K4 = 1,1. 10 . Zả sử Fe(III) không có phản ứng phụ khác ngoài phản ứng với EDTA. 4. Chất chỉ thị kim loại trong chuẩn độ complexon ? ảnh hƣởng của pH đến chỉ thị kim loại nhƣ thế nào ? 5. Nêu các kỹ thuật chuẩn độ comlexon và phạm vi ứng dụng? Cho thí dụ minh hoạ. 6. Tính pSr và vẽ đƣờng cong chuẩn độ khi thêm 0,0 ; 10,0 ; 24,0 ; 24,9 ; 25,0 ; 25,1 ; 26,0 ; 30,0 ml chất chuẩn EDTA có nồng độ 0,02 M vào 25 ml dung dịch Sr2+ nồng độ 0,02 M ở pH =11. * CHƢƠNG 3 PHƢƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ KẾT TỦA, TẠO PHỨC BÀI 8: CHUẨN ĐỘ KẾT TỦA, TẠO PHỨC XÁC ĐỊNH CÁC HALOGENUA VÀ SCN- 8.1. PHƢƠNG PHÁP MOHR XÁC ĐỊNH Cl-, Br- 33
  35. Nguyên tắc: Phản ứng kết tủa giữa ion Ag+ với Cl- hay Br- xảy ra nhanh, hoàn toàn có thể dùng trong phân tích (TAgCl = 1,8.10-10, TAgBr = 6.10-13, TagI = 1,1.10-16). Khi quá điểm + 2- tƣơng đƣơng, lƣợng dƣ nhỏ của Ag tạo kết tủa màu đỏ với CrO4 sẽ là chất chỉ thị cho sự chuẩn độ: + - Ag + Cl AgCl trắng Chất chỉ thị: dung dịch K2CrO4 5% + 2- 2 Ag + CrO4 Ag2CrO4 đỏ 2- Phản ứng thực hiện trong môi trƣờng trung tính (6,5 pH 10), ở pH thấp, CrO4 bị - giảm do tạo thành HCrO4 còn ở pH cao Ag2O tạo thành cản trở phản ứng. Phƣơng pháp không xác định I- và SCN- vì: AgI có màu đỏ khó nhận biết điểm tƣơng đƣơng, mặt khác, AgI và AgSCN hấp phụ khá rõ gây sai số. Tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch halogenua cần xác định vào bình nón cỡ 250ml. Thêm 10 giọt dung dịch chất chỉ thị, lắc đều và tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch AgNO3 đã biết nồng độ cho đến khi dung dịch chuyển từ màu vàng nhạt sang màu đỏ nâu. Ghi số ml AgNO3 chuẩn độ -Voml. Làm ba lần rồi lấy kết quả trung bình. C .V AgNO3 o C Cl V Đối với anion Br- cũng tiến hành tƣơng tự nhƣ trên. 8.2. PHƢƠNG PHÁP FAJANS XÁC ĐỊNH Cl-, Br-, I- , SCN- Nguyên tắc: Phản ứng kết tủa giữa ion Cl-, Br-, I- , SCN- với Ag+ tạo thành hợp chất khó tan nhƣ đã trình bày ở trên. Chất chỉ thị cho điểm tƣơng đƣơng là chất hấp phụ, fluorescein hay eosin 1% trong rƣợu etylic. Trƣớc điểm tƣơng đƣơng, hạt kết tủa mang điện tích âm do hấp phụ anion halogenua cho nên không thể hấp phụ chất chỉ thị. Khi qua điểm tƣơng đƣơng, kết tủa sẽ hấp phụ ion Ag+ dƣ tạo thành những hạt mang điện tích dƣơng và liên kết với anion chất chỉ thị tạo nên những khối kết tủa mang màu (đổi màu dung dịch) + - - + - {[(AgCl)n].Ag} .NO3  + Ind {[(AgCl)n].Ag} .Ind  34
  36. màu trắng màu hồng (với fluorexein) và tím (eosin) Đối với chất chỉ thị Fluorescein (viết tắt là HFl), phản ứng tiến hành trong môi trƣờng trung tính vì HFl là một axit yếu, pK =10-8. Trong môi trƣờng trung tính HFl phân ly thành Fl- là ion âm, liên kết với hạt keo mang điện tích dƣơng (khi đã dƣ một lƣợng nhỏ Ag+) biến thành màu hồng. Để tăng cƣờng khả năng hấp phụ, đƣa thêm hồ tinh bột, màu dung dịch sẽ biến đổi rõ hơn. Đối với chất chỉ thị eosin, là một axit mạnh hơn, viết tắt là HE, có thể phân ly ở pH=2 là môi trƣờng thuận lợi cho phản ứng. Khi dùng chất chỉ thị này, không xác định Cl- vì E- hấp phụ mạnh, đẩy Cl- ra khỏi kết tủa AgCl làm sai lệch điểm tƣơng đƣơng. Tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch Cl- cần xác định vào bình nón cỡ 250ml, thêm 3-5 giọt dung dịch chất chỉ thị fluorescein, 1ml hồ tinh bột, lắc đều và tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch AgNO3 đã biết nồng độ. Khi khối dung dịch chuyển sang màu hồng thì ngừng chuẩn độ. Ghi số ml dung dịch AgNO3 chuẩn độ - Voml. Làm lặp lại 3 lần rồi lấy kết quả trung bình. C Ag .Vo C Cl V Đối với Br- , I- và SCN- cũng tiến hành tƣơng tự. Khi dùng eosin, (không xác định Cl- ) tiến hành tƣơng tự nhƣ trên nhƣng thêm 5 ml H2SO4 4N để tạo môi trƣờng axit. 8.3. PHƢƠNG PHÁP VOLHARD XÁC ĐỊNH Br-, I-, SCN- VÀ Cl- Nguyên tắc: Cho một lƣợng dƣ chính xác Ag+ tác dụng với các halogenua và SCN- (X)- sau đó chuẩn độ Ag+dƣ bằng SCN- đã biết nồng độ, sử dụng phèn sắt (Fe3+) làm chất chỉ thị. Khi vừa dƣ SCN- thì dung dịch sẽ có màu hồng. I- và Br- có thể chuẩn độ khi có mặt kết tủa - AgX nhƣng đối với Cl thì phải lọc bỏ kết tủa trƣớc khi chuẩn độ vì TAgCl>TAgSCN. Ag+ + X- AgX (dƣ Ag+) Ag+ + SCN- AgSCN 35
  37. SCN- + Fe3+ FeSCN2+ (màu hồng) Phản ứng tiến hành trong môi trƣờng axit tránh Fe3+ bị thuỷ phân. Tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch halogenua cần xác định vào bình nón cỡ 250ml. Thêm 3ml HNO3 6N, thêm chính xác một thể tích dung dịch AgNO3 - V1ml - có 10 giọt dung dịch phèn sắt(III) 0,2 M, lắc đều và tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch SCN- đã biết nồng độ cho tới khi dung dịch chuyển sang màu hồng. Ghi số ml dung - dịch SCN chuẩn độ - V2ml. Làm 3 lần rồi lấy kết quả trung bình. C .V C V 1 1 SCN 2 - - - - - C ; X = I , Br , SCN hoặc Cl X V - 8.4. XÁC ĐỊNH Cl BẰNG Hg(NO3)2 Nguyên tắc: - 2+ Trong môi trƣờng axit, phản ứng giữa Cl với Hg tạo hợp chất HgCl2 ít phân ly (K=6.10-14). Tại điểm tƣơng đƣơng, một lƣợng dƣ nhỏ Hg2+ tác dụng với chất chỉ thị diphenylcacbazon (ở pH 1,5- 2,0) hoặc điphenylcacbazit (ở pH 2,0-3,5) thành phức màu tím. Tiến hành: Dùng pipet lấy một thể tích chính xác Vml (10ml) dung dịch Cl- cần xác định vào bình nón cỡ 250ml, pha loãng gấp đôi bằng nƣớc cất. Thêm 2 ml HNO3 0,5M, 5 giọt dung dịch diphenylcacbazon 0,1% trong cồn etylic. Tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch Hg(NO3)2 cho đến khi dung dịch chuyển sang màu tím thì ngừng chuẩn độ, hết Vo ml. Làm 3 lần rồi lấy kết quả trung bình. 2.CHg 2 .Vo C Cl V 8.5 CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Nêu điều kiện hình thành kết tủa và quy luật tích số tan? 2. Các yếu tố ảnh hƣởng tới độ tan, cho thí dụ minh hoạ. 3. Nêu đặc điểm và phạm vi áp dụng của các phƣơng pháp Mohr, Fajans, Volhard 36
  38. 4. Cơ chế đổi màu của chất chỉ thị trong phƣơng pháp chuẩn độ Cl- bằng Hg2+ * CHƢƠNG 4 CÁC PHƢƠNG PHÁP OXI HOÁ - KHỬ BÀI 9: PHƢƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ PEMANGANAT 9.1. XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH KMNO4 Nguyên tắc: H2C2O4 là một chất gốc có tính khử dùng để xác định nồng độ KMnO4. Phản ứng diễn ra trong môi trƣờng axit với chất chỉ thị là màu hồng của lƣợng dƣ KMnO4 trong dung dịch chuẩn độ. 5H2C2O4 + 2KMnO4 + 3H2SO4 2MnSO4 + 10CO2 + K2SO4 + 8H2O Tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác V0ml (10ml) dung dịch chuẩn H2C2O4 vào bình nón cỡ 0 250ml; thêm 5ml H2SO4 2M lắc đều, đun nóng đến khoảng 70 C (không đƣợc đun sôi). Từ buret, nhỏ từng giọt dung dịch KMnO4 chi đến khi dung dịch có màu hồng bền trong khoảng 30 giây. Ghi số ml KMnO4 đã chuẩn độ - Vml. Làm ba lần rồi lấy kết quả trung bình. Nồng độ mol/l của KMnO4 là: 2.Coxalic.Vo CKMnO 4 5.V 9.2. XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG H2O2 CÔNG NGHIỆP Nguyên tắc : Phƣơng pháp định lƣợng dựa trên phản ứng - + 2+ 5H2O2 + 2 MnO4 + 6H 5O2 + 2Mn + 8H2O Trên thị trƣờng, H2O2 bán ra có nồng độ khoảng 30%, để xác định nồng độ của nó phải pha loãng tới nồng độ khoảng 0,01M. Tiến hành: Lấy V1 ml dung dịch H2O2 bán trên thị trƣờng pha loãng đến thể tích V2 (Sinh viên tự tính để có giá trị V1 và V2 phù hợp cho phép chuẩn độ). Lấy 10 ml dung dịch H2O2 đã pha loãng vào bình nón dung tích 250 ml, thêm 5 ml dung dịch H2SO4 2M, chuẩn bằng 37
  39. dung dịch KMnO4 có nồng độ Co tới khi xuất hiện màu hồng, hết Vo ml. Nồng độ mol H2O2 đƣợc tính: 5C V V C o o . 2 H 2O2 2.10 V1 - 9.3. XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ NO2 Nguyên tắc: - - Phản ứng oxi hoá khử giữa MnO4 và NO2 diễn ra trong môi trƣờng axit: - - + - 2+ 5 NO2 + 2 MnO4 + 6 H 5 NO3 + 2 Mn + 3H2O - Tuy nhiên, trong môi trƣờng axit ion NO2 bị phân huỷ thành NO và NO2 theo - + phƣơng trình : NO2 + H HNO2 NO + NO2 + H2O - - do đó cần đảo ngƣợc thứ tự phản ứng (nhỏ từ từ dung dịch NO2 vào dung dịch MnO4 trong môi trƣờng axit. Tiến hành: - Hút 25 ml dung dịch chuẩn MnO4 vào bình nón 250 ml, thêm 10 ml dung dịch - H2SO4 2 M, pha loãng với khoảng 20 ml nƣớc cất, đun nhẹ dung dịch và nhỏ từ từ NO2 - từ buret xuống đến kh imất màu hồng. Ghi thể tích NO2 tiêu tốn. - Nồng độ NO2 trong dung dịch chuẩn độ đƣợc tính theo công thức: 5.25.C C MnO4 NO2 2.V NO2 9.4. XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ Fe2+ VÀ Fe3+TRONG HỖN HỢP Nguyên tắc: Xác định Fe(II) bằng cách chuẩn độ trực tiếp bằng dung dịch chuẩn KMnO4 cho tới khi một giọt dung dịch dƣ KMnO4 làm xuất hiện màu hồng. - 2+ + 2+ 3+ MnO4 + 5Fe + 8H Mn + 5Fe + 4H2O 3+ 2+ - Xác định tổng hàm lƣợng Fe(II), Fe(III): khử toàn bộ Fe về Fe bằng SnCl2 - (lƣợng dƣ SnCl2 đƣợc loại bằng HgCl2), loại trừ ảnh hƣởng của Cl bằng hỗn hợp bảo vệ và chuẩn độ lƣợng Fe2+ trong dung dịch giống nhƣ trên. 3+ 2+ 4+ - 2 Fe + SnCl2 2 Fe + Sn + 2Cl 4+ - SnCl2 + 2HgCl2 Hg2Cl2 + Sn + 4Cl 38
  40. Tiến hành Xác định hàm lƣợng Fe2+ : Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch mẫu vào bình nón cỡ 250ml, thêm 5 ml H2SO4 2M, thêm 10 ml hỗn hợp bảo vệ. Từ buret nhỏ từ từ dung dịch KMnO4 có nồng độ Co cho tới khi xuất hiện màu hồng, hết V1ml. * Xác định tổng hàm lƣợng Fe2+ và Fe3+ : Dùng pipet lấy 10 ml dung dịch mẫu khác vào bình nón cỡ 250ml. Thêm 5ml HCl 0 4M, đun nhẹ đến khoảng 70 C, cho từng giọt dung dịch dung dịch SnCl2 5% vào và lắc nhẹ cho tới khi dung dịch mất màu vàng của FeCl3 thì thêm 1 giọt dung dịch nữa và lắc đều. Pha loãng dung dịch bằng nƣớc cất đến khoảng 100ml. Thêm nhanh 1ml dung dịch HgCl2 5%, lắc đều (nếu dung dịch có màu đen thì phải làm lại). Thêm 10ml hỗn hợp bảo vệ và tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch KMnO4 có nồng độ Co. Khi dung dịch có màu hồng bền trong khoảng 15 giây thì ngừng chuẩn độ. Ghi số ml KMnO4 chuấn độ là V2 ml. Làm 3 lần lấy kết quả trung bình. Nồng độ mol Fe(II) và Fe(III) đƣợc xác định nhƣ sau: 5.C .V 5.C .(V V ) C o 1 ;C o 2 1 Fe (II ) V Fe (III ) V 9.5. XÁC ĐỊNH LƢỢNG Ca2+ TRONG MẪU Nguyên tắc: 2+ 2- Kết tủa Ca bằng C2O4 sau đó hoà tan kết tủa trongdung dịch H2SO4 rồi chuẩn độ H2C2O4 sinh ra bằng dung dịch chuẩn KMnO4. 2+ 2- Ca + C2O4 CaC2O4 CaC2O4 + H2SO4 CaSO4 + H2C2O4 2KMnO4 + 5 H2C2O4 + 3H2SO4 2 MnSO4 + K2SO4 +10 CO2 + 8H2O Tiến hành : Lấy Vml mẫu phân tích chứa Ca2+ cần xác định vào cốc thuỷ tinh chịu nhiệt cỡ 250ml. Thêm 5 ml HCl 4M, 10ml dung dịch (NH4)2C2O4 4%, khuấy đều. Đun nhẹ dung dịch đến khoảng 700C, thêm 2-3 giọt dung dịch metyl da cam và cho từ từ từng giọt dung dịch dung dịch NH3 5M vào dung dịch, khuấy đều đến khi dung dịch chuyển màu vàng thì dừng lại. Đun nóng dung dịch trở lại và để yên 60 phút. Lọc lấy kết tủa trên giấy lọc 39
  41. băng xanh, rửa kết tủa 4-5 lần bằng dung dịch (NH4)2C2O4 0,1%, sau đó rửa 2-3 lần bằng nƣớc cất. Hoà tan kết tủa ngay trên phễu bằng 20ml dung dịch H2SO4 2M nóng, tráng kỹ giấy lọc bằng nƣớc nóng vào bình nón cỡ 250ml. Toàn bộ dung dịch bao gồm nƣớc lọc và 0 nƣớc rửa, đun nóng đến 70 C và chuẩn độ H2C2O4 bằng dung dịch KMnO4 đã biết nồng độ. Khi dung dịch có màu hồng trong khoảng 30 giây thì ngừng chuẩn độ. Ghi số ml dung dịch KMnO4 chuẩn độ - V0ml. Làm 3 lần và lấy kết quả trung bình. Lƣợng Ca trong dung dịch phân tích tính theo mg nhƣ sau: 5.C .V KMnO4 0 mgCa .40 2. * BÀI 10 PHƢƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ DICROMAT 10.1. CÂN PHA DUNG DỊCH K2Cr2O7 0,002M (MK2CR2O7 = 294,18) Cân chính xác khoảng 0,2942g K2Cr2O7 loại tinh khiết hoá phân tích, pha trong bình định mức 500ml, ta có dung dịch 0,002M 2+ 13.3. Xác định nồng độ Fe bằng K2Cr2O7 2- 2+ Nguyên tắc: Dựa trên phản ứng oxi hoá - khử giữa Cr2O7 và Fe : 2- 2+ + 3+ 3+ Cr2O7 + 6 Fe + 14H 2Cr + 6 Fe + 7H2O; 0 0 Chất chỉ thị: Diphenylamin E = 0,76V có H3PO4 hoặc phenylantranilic E = +1,08V Tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch cần xác định Fe2+ vào bình nón cỡ 250ml. Thêm 2ml H3PO4 4M, 10ml HCl 4M và 3-4 giọt dung dịch chất chỉ thị, lắc đều rồi tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch K2Cr2O7 đã biết nồng độ. Khi dung dịch có màu xanh tím thì dừng chuẩn độ. Ghi số ml K2Cr2O7 chuẩn độ - V0ml. Làm ba lần rồi lấy kết quả trung bình. Nồng độ mol/l của Fe2+ đƣợc tính nhƣ sau: 6.C .V K2Cr2O7 0 C 2 Fe V 10.2. XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ Na2S2O3 40
  42. Nguyên tắc: Dùng một lƣợng xác định K2Cr2O7 để oxihoá lƣợng dƣ KI thành I2và chuẩn độ I2 sinh ra bằng dung dịch Na2S2O3 với chất chỉ thị hồ tinh bột. Từ nồng độ và thể tích của K2Cr2O7 có thể xác định đƣợc nồng độ của dung dịch thiosunfat. 2- - + 3+ Cr2O7 + 6 I + 14H 2 Cr + 3I2 + 7 H2O 2- - 2- I2 + 2 S2O3 2I + S4O6 Tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch K2Cr2O7 có nồng độ đã biết vào bình nón cỡ 250ml. Thêm 5ml H2SO4 3M, 10ml dung dịch KI 5%, lắc nhẹ cho đều, đậy miệng bình bằng kính đồng hồ và để yên trong bóng tối 10 phút. Sau đó chuẩn độ lƣợng I2 giải phóng ra bằng dung dịch Na2S2O3 cho tới khi dung dịch có màu vàng rơm, thêm 1ml hồ tinh bột 1%, lắc đều và chuẩn độ tiếp tới khi mất nàu xanh thì dừng lại. Ghi số ml dung dịch Na2S2O3 chuẩn độ - V0ml. Làm 3 lần và lấy kết quả trung bình. Nồng độ mol/l của Na2S2O3 đƣợc tính nhƣ sau: 6.C .V C K2Cr2O7 Na2S2O3 V0 10.3 XÁC ĐỊNH Pb2+ BẰNG PHƢƠNG PHÁP DICROMAT 10.3.1 Nguyên tắc xác định 2+ - Tách Pb dƣới dạng PbSO4 it tan bằng H2SO4: 2+ 2- Pb + SO4 PbSO4 - Hoà tan PbSO4 bằng dung dịch đệm CH3COONH4 + CH3COOH 1M: PbSO4 + 4 NH4CH3COO Pb(CH3COO)4(NH4)2 + (NH4)2SO4 - Kết tủa PbCrO4 bằng K2Cr2O7: 2Pb(CH3COO)4(NH4)2 + K2Cr2O7 + H2O 2PbCrO4 + 2KCH3COO + 4NH4CH3COO + 2 CH3COOH 2- - Hoà tan PbCrO4 đã rửa sạch ion CrO4 dƣ bằng hỗn hợp clorua sau đó cho tác dụng với KI dƣ: (hỗn hợp clorua đƣợc điều chế nhƣ sau: 320 gam NaCl + 100 ml HCl đặc pha thành 1lit), 2PbCrO4 + 4HCl 2PbCl2 + H2Cr2O7 + H2O H2Cr2O7 + 6 KI + 12 HCl 2CrCl3 + 6KCl + 7H2O + 3 I2 - Chuẩn lƣợng I2 thoát ra bằng Na2S2O3 có nồng độ C1 với chỉ thị hồ tinh bột: 41
  43. I2 + 2Na2S2O3 2NaI + Na2S4O6 + 2 NaI 10.3.2 Quy trình phân tích Lấy mẫu chứa một lƣợng Pb2+ xác định (khoảng 10 mg), thêm 50 ml nƣớc cất. Thêm o 2 ml H2SO4 đặc, đun nóng dung dịch tới khoảng 80 C và để yên 30 phút. Lọc bằng giấy lọc băng xanh và rửa kết tủa bằng 4 lần bằng H2SO4 1%. Hoà tan kết tủa bằng 20 ml hỗn hợp CH3COONH4 + CH3COOH nóng, rửa giấy lọc và thu toàn bộ dung dịch vào cốc 250 ml, thêm 10 ml dung dịch K2Cr2O7 5%, đun nóng tới gần sôi, để yên 30 phút. Lọc kết tủa trên giấy lọc băng xanh, rửa kết tủa bằng nƣớc lọc nóng cho tới khi nƣớc rửa không còn màu vàng. Hoà tan kết tủa trên giấy lọc bằng 20-25 ml hỗn hợp NaCl + HCl. Rửa, tráng giấy lọc bằng nƣớc nóng, để nguội, thêm 10 ml dung dịch KI 5%, lắc nhẹ và để yên 10 phút trong chỗ tối. Dùng dung dịch Na2S2O3 có nồng độ C1 chuẩn độ cho tới khi có màu vàng rơm, thêm 1ml dung dịch hồ tinh bột và chuẩn tiếp cho tới khi dung dịch mất màu xanh tím, hết V1 ml. 223,2 mgPbO C .V . 1 1 3 10.4. XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG CROM TRONG MẪU NƢỚC THẢI 10.4.1 Nguyên tắc xác định Crom có trong nƣớc thải của quá trình thuộc da, mạ điện, sản xuất các muối crôm Nó có thể tồn tại ở dạng Cr(III) cũng nhƣ ở dạng Cr(VI). Xác định hàm lƣợng crôm tổng số trƣớc hết cần oxihoá toàn bộ Cr(III) lên Cr(VI) bằng persunphat trong môi trƣờng axit, có Ag+ dùng làm xúc tác. Sau khi đuổi hết chất oxihoá dƣ, Cr(VI) đƣợc chuẩn độ bằng dung dịch Fe(II). Để chất chỉ thị cho sự oxihoá hoàn toàn crôm, ngƣời ta thêm vào dung dịch một lƣợng nhỏ Mn(II); và để làm rõ sự chuyển màu tại điểm tƣơng đƣơng ngƣời ta cho thêm vào dung dịch một lƣợng H3PO4 trƣớc khi chuẩn độ (xem mục 19.4). 3+ 2- 2- 2- + 2Cr + 3 S2O8 + 7 H2O Cr2O7 + 6SO4 + 14H 2- 2+ + 3+ 3+ Cr2O7 + 6 Fe + 14H 2Cr + 6Fe + 7H2O 10.4.2 Quy trình phân tích 42
  44. Lấy chính xác một thể tích nƣớc chứa crôm sao cho lƣợng crôm không nhỏ hơn 1mg (thông thƣờng khoảng 10ml) cho vào bình nón dung tích 250ml, thêm 5 ml dung dịch H2SO4 3 M, 5 ml H3PO4 2 M, 5 giọt dung dịch AgNO3 1%, 1-2 giọt dung dịch dung dịch MnSO4 1%. Pha loãng dung dịch bằng nƣớc cất tới khoảng 100 ml. Đun nhẹ trên bếp điện, cho từng lƣợng nhỏ muối persunphat vào, lắc đảo dung dịch thƣờng xuyên, khi dung 2- - dịch có màu đỏ hồng (màu của Cr2O7 + MnO4 ) thì dừng cho pesunphat. Tiếp tục đun sôi kỹ cho persunphat phân huỷ hết (không còn bọt nhỏ li ti thoát ra từ dung dịch). Thêm từng giọt dung dịch dung dịch HCl 6M vào dung dịch cho tới khi dung dịch mất màu hồng và chuyển sang màu vàng da cam thì ngừng lại. Đun tiếp 5 phút nữa để đuổi hết Cl2 khỏi dung dịch. Để nguội, thêm 5ml H3PO4 2 M, 3-4 giọt dung dịch chất chỉ thị (diphenylamin hoặc phenylantranilic axit), dùng dung dịch Fe(II) đã biết trƣớc nồng độ chuẩn độ tới khi dung dịch chuyển từ màu tím sang màu xanh nhạt thì ngừng chuẩn độ. Ghi số ml Fe(II) đã chuẩn độ. Làm 3 lần và lấy kết quả trung bình. Tính hàm lƣợng Cr trong 1lít dung dịch mẫu (mg/l): C .V .1000 51,996 mgCr / l Fe Fe . VCr 3 - - (Chú ý : NO3 ngăn cản phép xác định, trong trƣờng hợp mẫu có NO3 , cần loại chúng bằng cách cô cạn dung dịch trong môi trƣờng H2SO4 ). * 43
  45. BÀI 1 1 PHƢƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ IOT-THIOSUNFAT 11.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA PHƢƠNG PHÁP IOT-THIOSUNFAT - Phƣơng pháp dựa trên phản ứng oxyhoá - khử chuyển hoá I2 thành I và ngƣợc lại: - I2 + 2e  2I - - Hệ I2/ 2I có thế oxy hoá khử vừa phải, I có thể là chất khử đối với nhiều chất oxy hoá nhƣng I2 cũng có thể là chất oxy hoá đối với một số chất. - Thế Ox-Kh tiêu chuẩn của cặp I2/2I tƣơng đối nhỏ, bằng 0,54 V cho nên có thể xem I- là một chất khử rất tốt để xác định nhiều chất oxy hoá. Một đặc điểm cần lƣu ý là phản ứng xác định các chất oxy hoá này không xác định đƣợc điểm tƣơng đƣơng do I2 sinh ra ngay từ đầu đã làm xuất hiện màu xanh của chất chỉ thị hồ tinh bột. Để khắc phục hiện tƣợng này, ngƣời ta sử dụng phƣơng pháp xác định gián tiếp thông qua một chất khử, thƣờng dùng natrithiosunfat Na2S2O3, vì vậy phƣơng pháp này còn gọi là Phƣơng pháp iot-thiosunfat. Nhƣ vậy, khi cần xác định chất oxy hoá, ngƣời ta cho nó tác dụng với lƣợng dƣ KI trong môi trƣờng axit hình thành một lƣợng I2 tƣơng đƣơng với chất oxy hoá về đƣơng lƣợng. Tiếp theo chuẩn độ lƣợng I2 thoát ra bằng natri thiosunfat với chất chỉ thị hồ tinh bột. + nOx + mKI m/2 I2 + nKh + mK 2Na2S2O3 + I2 Na2S4O6 + 2NaI Từ các hệ số của phản ứng, tính lƣợng chất oxy hoá ban đầu. Sơ đồ trên dùng để xác - 3+ 2+ định các chất oxy hoá nhƣ : K2Cr2O7, KMnO4, KClO3, Cl2 , Br2, NO2 Fe , Cu Điều kiện của phản ứng: - Phản ứng đƣợc tiến hành trong môi trƣờng axit yếu đến kiềm yếu, không đƣợc tiến hành phản ứng trong môi trƣờng kiềm mạnh vì tạo thành IO- I2 + 2NaOH NaIO + NaI + H2O IO- là chất oxy hoá mạnh, có thể oxy hoá đƣợc thiosunfat đến sunfat nên làm sai lệch đƣơng lƣợng của phản ứng. Mặt khác cũng không tiến hành trong môi trƣờng axit mạnh nồng độ cao do H+ là một ion rất linh động, làm tăng quá trình hoà tan oxy, sai lệch phản ứng. - Chuẩn độ nguội vì iot là chất dễ bay hơi, mặt khác hồ tinh bột sẽ kém phản ứng với iot khi đun nóng, điều đó dẫn đến giảm độ nhạy. 44
  46. - Sử dụng lƣợng KI dƣ. - Phải để yên dung dịch trong chỗ tối khoảng 10 phút cho phản ứng hoàn toàn. - Mặc dầu thế oxy hoá khử của hệ I2/2I nhỏ nhƣng nó vẫn cao hơn một số cặp khác 2- 2- 2+ cho nên I2 trở thành chất oxy hoá. Một số chất khử thƣờng gặp là: SO3 , S , Sn và đặc 3- 4- 3- biệt là AsO3 . Thế oxy hoá khử tiêu chuẩn của cặp AsO3 / AsO3 là 0,57 v cho nên nếu nhìn vào đây ta thấy phản ứng chạy theo chiều ngƣợc lại. Nhƣng thực ra chính I2 oxy hoá đƣợc asenit nhờ thực hiện phản ứng trong môi trƣờng kiềm yếu, pH=8. Chúng ta sẽ xét kỹ các phản ứng này ở phần sau. 11.2. CHUẨN BỊ DUNG DỊCH CHUẨN Na2S2O3 * Cách pha dung dịch Na2S2O3: Dung dịch đƣợc chuẩn bị bằng cách hoà tan một lƣợng muối Na2S2O3.5H2O trong nƣớc cất sao cho có nồng độ 0,01M. Cân một lƣợng cân muối natrithiosunfat chính xác trên cân phân tích để pha dung dịch chuẩn là vô nghĩa do muối này có thành phần không hoàn toàn đúng với công thức. Tốt hơn cả là cân trên cân kỹ thuật, để pha một dung dịch nồng độ nào đó, sau đó để yên và bảo quản nó trong lọ nâu, cách li với môi trƣờng không khí một vài ngày, lọc dung dịch, chuẩn độ lại theo các chất chuẩn bền vững trƣớc khi đem sử dụng. Dung dịch natrithiosunfat không bền, sau khi pha xong, dung dịch có nồng độ hơi cao hơn nhƣng dần dần chúng giảm đi do các nguyên nhân oxy hoá của oxy không khí và do vi khuẩn. Để bảo quản dung dịch đƣợc tốt, ngƣời ta cho thêm vào khoảng 0,1 g /lit Na2CO3 và khoảng 10 mg HgI2/l để loại trừ vi khuẩn. * Xác định nồng độ chính xác của natrithiosunfat theo K2Cr2O7 nhƣ mục 13.4 11.2. CHUẨN BỊ DUNG DỊCH IOT Dung dịch iot đƣợc chuẩn bị bằng cách hoà tan iot trong KI để tạo phức KI3, lƣợng KI phải gấp 3 lần I2. Dung dịch đƣợc chuẩn bị nhƣ sau: Cân khoảng 3-4 g KI bằng cân kỹ thuật, cho vào lọ thuỷ tinh có nút nhám, thêm khoảng 2 ml nƣớc. Khuấy kỹ và để cho nó trở về nhiệt độ phòng rồi cân trên cân phân tích, có G1. Thêm khoảng 1,269 g I2 và đạy nút lại, lắc kỹ, cân trên cân phân tích lần thứ 2, ta có G2, Vậy G1-G2 là lƣợng I2 đã lấy. Chuyển toàn bộ dung dịch vào bình định mức 0,5 lit và thêm nƣớc cất tới vạch mức, lắc 45
  47. kỹ, ta có dung dịch chuẩn I2 nồng độ khoảng 0,01M. Có thể xác định lại nồng độ của dung dịch iot theo dung dịch natrithiosunfat vừa chuẩn bị ở trên. 11.3. XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH Cu2+ 2+ - Nguyên tắc: Cu phản ứng với I giải phóng I2 một cách định lƣợng, chuẩn độ lƣợng I2 giải phóng ra bằng dung dịch chuẩn Na2S2O3 với chất chỉ thị hồ tinh bột. 2+ - 2 Cu + 4 I 2CuI + I2 I2 + 2 Na2S2O3 Na2S4O6 + 2 NaI - CuI hấp phụ I2 nên ngƣời ta thƣờng thêm CNS vào để tạo thành CuCNS ngăn chặn hiện tƣợng hấp phụ này, đồng thời làm tăng thế oxihoá - khử của cặp Cu2+/Cu+ do CuCNS có tích số tan nhỏ hơn. CuI + CNS- CuCNS + I- Tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch Cu2+ cần xác định vào bình nón cỡ 250ml. Thêm 5ml H2SO4 3Mvà 10ml hỗn hợp KI + KCNS (đều là 5%), lắc nhẹ đều rồi đậy miệng bình lại bằng nắp kính đồng hồ và để yên trong bóng tối 10 phút. Sau đó chuẩn độ I2 bằng dung dịch Na2S2O3 đã biết nồng độ cho tới khi dung dịch có màu vàng rơm thì thêm 1ml dung dịch hồ tinh bột 1% (dung dịch chuyển sang màu xanh tím). Chuẩn độ tiếp cho đến khi dung dịch mất màu xanh thì dừng lại. Ghi số ml Na2S2O3 chuẩn độ - V0ml. Làm ba lần rồi lấy kết quả trung bình. Nồng độ mol của Cu đƣợc tính nhƣ sau: C .V C Na2S2O3 0 Cu V 11.4. XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH NATRI SUNFIT Nguyên tắc : Oxy hoá natri sunfit bằng một lƣợng dƣ iot : I2 + Na2SO3 + H2O Na2SO4 + 2HI Chuẩn độ lƣợng iot dƣ bằng Na2S2O3 với chất chỉ thị hồ tinh bột, từ đó xác định hàm lƣợng Na2SO3. 46
  48. I2 + 2 Na2S2O3 Na2S4O6 + 2 NaI 2_ Chú ý: Trƣớc điểm tƣơng đƣơng khi còn dƣ SO3 phản ứng xảy ra không theo tỷ lệ hợp 2- - thức do có phản ứng phụ 2SO3 + 2I H2SO3 + I2 + Ngoài ra do nồng độ H tăng nên có khả năng bay hơi SO2 và oxi hoá H2SO3 bằng oxi không khí, do đó cần thêm I2 dƣ để loại sai số này và phải thêm thuốc thử theo thứ tự: 2- đổ dung dịch SO3 vào dung dịch I2 dƣ. Tiến hành: Cân chính xác a gam Na2SO3.7H2O (khoảng 0,63 gam) pha trong bình định mức 250 ml, ta đƣợc dung dịch A (nồng độ khoảng 0,01 M). Dùng buret thêm chính xác V1ml (khoảng 35 ml) dung dịch I2 có nồng độ C1 vào bình nón 250ml, hút 25 ml dung dịch A hêm tiếp vào bình nón. Để yên ở chỗ tối vài phút sau đó đem chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn natri thiosunfat nồng độ C2 (0,01 M), hết V2ml. Hàm lƣợng Na2SO3 đƣợc tính theo công thức: (2V .C V C ).252 250 100 %Na SO .7H O 1 1 2. 2 . . 2 3 2 2.1000 25 a 11.5. XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH Na3AsO3 ( Chú ý : Các hợp chất của asen rất độc, phải cẩn thận khi tiến hành thí nghiệm. Phản ứng sinh khí asin-AsH3 phải tiến hành trong tủ hút hơi độc) Nguyên tắc : Oxy hoá asenit bằng I2 trong môi trƣờng kiềm yếu Na3AsO3 + I2 + H2O Na3AsO4 + 2 HI 3- 3- - Mặc dù thế oxy hoá khử tiêu chuẩn của cặp AsO4 /AsO3 (0,57v) lớn hơn cặp I2/2I (0,54v) nhƣng I2 vẫn oxy hoá đƣợc asenit là do khi lấy sản phẩm tạo thành ra khỏi vùng phản ứng. Trong điều kiện có dƣ NaHCO3 , pH của dung dịch bằng 8, axit tạo thành đƣợc 3- 3- lấy đi cho nên thế biểu kiến của cặp AsO4 /AsO3 giảm đi: 0,059 E ‘ = 0,57 + log(10 8 ) 2 = 0,11V o 2 - Thế này thấp hơn so với thế của cặp I2/2I , cân bằng chạy về bên phải. Một điểm cần chú ý khác nữa là bao giờ ta cũng chuẩn bị dung dịch asenit bằng cách hoà tan oxyt asen trong môi trƣờng kiềm dƣ : As2O3 + 6NaOH 2 Na3AsO3 + 3 H2O cho nên phải trung hoà kiềm dƣ trƣớc khi chuẩn độ. 47
  49. Tiến hành: Lấy cẩn thận V ml (10 ml) dung dịch asenit vào bình nón 250 ml. Thêm 2 giọt dung dịch phenolphtalein, dung dịch có màu hồng. Thêm từng giọt dung dịch H2SO4 2M cho đến khi mất màu hồng. Cho tiếp vào bình chuẩn độ khoảng 1gam NaHCO3, lắc đều (nếu dung dịch lại có màu hồng thì thêm tiếp H2SO4 2M cho tới khi mất màu. Thêm 1-2 ml hồ tinh bột, chuẩn độ mẫu vừa chuẩn bị bằng dung dịch iot có nồng độ C1 (khoảng 0,01 M) cho tới khi xuất hiện màu xanh nhạt, hết V1 ml. Làm ba lần rồi lấy kết quả trung bình. Nồng độ mol của dung dịch asenit đƣợc tính nhƣ sau: C V C 1 1 As V 11.6. XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG CLO HOẠT ĐỘNG TRONG NƢỚC JAVEN Nguyên tắc: Trong môi trƣờng axit, clo hoạt động trong nƣớc javen có thể tác dụng một cách định lƣợng với iôđua giải phóng ra iôt nguyên tố (trong môi trƣờng kiềm phản ứng xảy ra không hoàn toàn). Chuẩn độ lƣợng iôt giải phóng ra bằng dung dịch natri thiosunfat đã biết nồng độ sẽ tính đƣợc hàm lƣợng clo hoạt động trong dung dịch. Khi hoà tan clo trong nƣớc, xảy ra phản ứng: Cl2 + H2O HClO + HCl Đây là phản ứng thuận nghịch, cho nên HClO hình thành có thể lại phân huỷ thành Cl2. Nhƣ vậy trong dung dịch tồn tại cả hai loại, dung dịch thƣờng có màu vàng nhạt. Chừng nào dung dịch hết màu vàng nhạt chứng tỏ tổng của hai loại trên đã hết. Để tiện - đánh giá hàm lƣợng clo hoạt động trong nƣớc, ta quy về Cl2 (xem rằng toàn bộ ClO đã chuyển thành Cl2). Hàm lƣợng clo đƣợc tính bằng số gam clo nguyên tố trong một lit nƣớc. Cl2 + 2KI 2KCl + I2 I2 + 2 Na2S2O3 Na2S4O6 + 2 NaI Tiến hành: Lấy dung dịch nƣớc javen cho vào bình định mức dung tích 100ml; thêm nƣớc cất đến vạch mức và lắc đều, đƣợc dung dịch A. Lấy lần lƣợt 3 ml dung dịch H2SO4 6N, 10ml dung dịch KI 10% sau đó cho chính xác V1 ml (10ml ) dung dịch A vừa pha vào bình nón 250ml, lắc nhẹ cho đều, để yên trong 48
  50. bóng tối 5 phút rồi đem chuẩn độ bằng dung dịch natrithiosulphat (Na2S2O3) 0,01M tới khi dung dịch có màu vàng rơm. Thêm 1 ml dung dịch hồ tinh bột 1%, dung dịch chuyển sang màu xanh tím. Tiếp tục chuẩn độ tới khi dung dịch mất màu xanh. Ghi số ml dung dịch natrithiosunfat chuẩn độ; làm 3 lần lấy kết quả trung bình, hết V2 ml. Xác định mẫu trắng: Cũng tiến hành tƣơng tự nhƣ trên, thêm lần lƣợt các hoá chất cần thiết nhƣng không cho nƣớc javen, thay vào đó ta cho 10 ml nƣớc cất dùng để pha loãng nƣớc javen, rồi chuẩn độ nhƣ trên, hết V3 ml Na2S2O3 0,01 M Tính số gam clo hoạt động trong 1 lit mẫu (g/l): (V V ).C 1000 m / l 2 3 Thio. . .35,5 Cl 1000 100 * BÀI 12 PHƢƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ BROMAT, IOĐAT 12.1 NGUYÊN TẮC CỦA PHƢƠNG PHÁP - Phƣơng pháp dựa trên cơ sở phản ứng oxi hoá của BrO3 : - + - BrO3 + 6 H + 6 e Br + 3 H2O. 0 0 E 1,45V; E 1,087V BrO3 / Br Br2 / Br Chất chỉ thị sử dụng trong phƣơng pháp là các phẩm nhuộm hữu cơ nhƣ metyl đỏ, - - metyl da cam. Sau điểm tƣơng đƣơng BrO3 dƣ sẽ oxi hoá Br : - - + BrO3 + 5 Br + 6 H 3 Br2 + 3 H2O. Br2 sinh ra có tác dụng oxi hoá chất chỉ thị làm cho nó mất màu để phát hiện chính xác điểm tƣơng đƣơng. tuy nhiên cần chú ý: - Những chất chỉ thị này không phải chất chỉ thị oxi hoá khử vì sự oxi hóa khử này là bất thuận nghịch, do đó cần tránh để thuốc thử dƣ từng vùng. - Mặt khác, chất chỉ thị mất màu trƣớc điểm tƣơng đƣơng (đặc biệt khi KBrO3 đƣợc thêm vào nhanh) do đó cần thêm vài giọt dung dịch chất chỉ thị trƣớc điểm tƣơng đƣơng và cần chuẩn độ lặp lại sau khi đã có thể tích KBrO3 gần điểm tƣơng đƣơng. 49
  51. - Tốc độ phản ứng oxi hoá khử không lớn do đó cần phải chuẩn độ trong dung dịch nóng và có độ axit cao. 12.2. XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH Sb3+ BẰNG PHÉP ĐO BROMAT - - Nguyên tắc: Trong môi trƣờng axit, thế oxi hoá khử tiêu chuẩn của cặp BrO3 /Br (0,61 - - V), cao hơn nhiều so với cặp SbO3 / SbO2 ( -0.43 V), cho nên phản ứng oxi hoá khử diễn ra thuận lợi. Tuy nhiên, antimon rất dễ thuỷ phân tạo kết tủa Sb(OH)3vì vậy cần phải đƣa 3+ thêm muối của axit tartric, KHC4H4O6 để chuyển muối Sb thành ion phức - K(SbO)C4H4O6 rồi chuẩn bằng BrO3 có nồng độ xác định trong môi trƣờng axit, với chất chỉ thị là metyl da cam hoặc metyl đỏ. - 3+ + - 5+ BrO3 + 3 Sb + 6H Br + 3Sb + 3H2O hay 3K(SbO)C4H4O6 + KBrO3 +15HCl 3SbCl5 + KBr + 3KHC4H4O6 + 6H2O 3+ 5+ - Khi toàn bộ Sb bị oxihoá lên Sb thì một giọt dung dịch dƣ BrO3 sẽ tác dụng với - Br tạo Br2 làm mất màu chất chỉ thị. - - + BrO3 + Br + 6H 3Br2 + 3H2O Tiến hành: Lấy Vml (10ml) dung dịch Sb3+ cần xác định vào bình nón cỡ 250 ml, thêm 25ml HCl 6N + 5ml KHC4H4O6 5%, thêm 3 giọt dung dịch metyl da cam. Đun nóng đến o 70 C, từ buret nhỏ từng giọt dung dịch KBrO3 có nồng độ C1 tới khi mất màu chất chỉ thị (không lấy kết quả này). Lấy 10 ml dung dịch mẫu khác, cũng làm tƣơng tự nhƣ trên nhƣng chƣa cho chất chỉ thị metyl da cam ngay. Từ buret nhỏ từng giọt dung dịch KBrO3 xuống tới khi gần hết số ml KBrO3 lần đầu thì thêm 3 giọt dung dịch metyl da cam và tiếp tục nhỏ KBrO3 xuống, lắc đều cho tới khi mất màu của dung dịch. Ghi số ml KBrO3 đã dùng (làm hai lần và lấy kết quả trung bình) hết V1 ml. 3C1V1 C Sb(III ) 10 12.3. XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG AL3+ TRONG MẪU BẰNG PHÉP ĐO BROMAT Nguyên tắc: Phản ứng kết tủa Al3+ bằng 8-hydroxyquinolin đƣợc thực hiện trong môi trƣờng đệm acetat, pH = 5 . Lƣợng thuốc thử 8-hydroxyquinolin chỉ nên dƣ khoảng 4% vì nếu cao quá, nó sẽ cộng kết với nhôm-oxyquynolinat gây sai số. Các ion kim loại Cu2+, Zn2+, Fe3+, Cd2+, Ti4+, Mo4+, Ca2+, Co2+, Mg2+, Ag+, Bi3+, Sn2+, Mn2+ v.v cản trở phản ứng, khi có mặt 50
  52. 3- - 3- các ion trên phải tiến hành che. Một số anion cũng cản trở: PO4 , F , AsO4 v.v. Dung dịch sau khi kết tủa có màu vàng nhạt. 3+ + 3HC9H6NO + Al Al(C9H6NO)3 + 3H , hay: 3+ 3 + Al = 3 + 3H+ N N OH O Al/3 Hoà tan kết tủa nhôm oxyquynolinat đã rửa sạch bằng HCl, sau đó cho oxyquynolin - phản ứng với một lƣợng dƣ KBrO3 trong Br . Tiếp theo, chuẩn lƣợng dƣ KBrO3 bằng phƣơng pháp iot - thiosunfat. Quá trình này có thể biểu diễn nhƣ sau: - - + 2BrO3 + 10 Br + 12H 6Br2 + 6H2O Br + 6Br = 3 + - - 3 2 + 6H + 6Br N N Br OH OH - - + - BrO3 + 6 I + 6H Br + 3I2 + 3H2O 3I2 + 6 Na2S2O3 3 Na2S4O6 + 6 NaI Tiến hành Dùng pipet lấy 20ml dung dịch Al3+ cần xác định vào cốc cỡ 250ml pha loãng bằng nƣớc cất tới gần 50ml, đun nóng rồi thêm 10ml 8-hydroxyquinolin 5% trong CH3COOH 1M và thêm NH4CH3COO 2M tới thoáng đục thì cho thêm 10ml NH4CH3COO 2M nữa và đun nóng 10 phút. Lọc nóng trên giấy lọc băng đỏ. Rửa kết tủa bằng nƣớc nóng cho tới khi nƣớc rửa không còn màu vàng. Hoà tan kết tủa đã rửa sạch bằng 25-30ml HCl 2 M hoặc H2SO4 1M. Rửa tráng giấy lọc 3 lần, mỗi lần 3-5ml HCl 2M hoặc H2SO4 1M. Thêm vào 1ml KBr 5% + 2-3 giọt dung dịch metyl da cam. Cho từ từ dung dịch KBrO3 có nồng độ xác định tới khi dung dịch mất màu chất chỉ thị + 5ml KBrO3 nữa, toàn bộ KBrO3 0,001M là V1 ml (khoảng 25-30ml). Thêm 5 ml KI 5% lắc nhẹ và để yên 5 phút. Từ buret nhỏ dần từng giọt dung dịch dung dịch Na2S2O3 có nồng độ C2 tới khi dung dịch có màu vàng nhạt thì thêm 1ml hồ tinh bột rồi tiếp tục nhỏ 51
  53. Na2S2O3 xuống, lắc đều cho đến khi dung dịch mất màu xanh tím. Ghi số ml Na2S2O3 đã dùng, hết V2 ml . C2. .V2 27 mgAl (C V ). 1 1 6 2 12.4. XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ H+ BẰNG PHÉP ĐO IODAT Nguyên tắc: Dựa trên cơ sở của phản ứng - - + IO3 + 5 I + 6 H 3I2 + 3 H2O (1) Chuẩn lƣợng I2 thoát ra bằng Na2S2O3 đã biết nồng độ với chất chỉ thị hồ tinh bột. I2 + 6 Na2S2O3 3Na2S4O6 + 6 NaI Chú ý: phản ứng (1) sẽ ngừng khi trong dung dịch thực tế không còn axit. Tiến hành: Dùng pipet lấy 10ml dung dịch H+ cần xác định vào bình nón cỡ 250ml, thêm 15 ml dung dịch KIO3 có nồng độ C1 (0,001M) và 5ml KI 5%. Để yên 5-10 phút. Từ buret nhỏ từng giọt dung dịch dung dịch Na2S2O3có nồng độ C2 tới khi dung dịch có màu vàng rơm thì thêm 1ml hồ tinh bột và tiếp tục nhỏ Na2S2O3 xuống, lắc đều tới khi dung dịch mất màu xanh tím. Ghi số mililit Na2S2O3 đã dùng hết V2 ml. Làm 2 lần và lấy kết quả trung bình. Tính nồng độ của H+, iongam/l trong mẫu: C2 .V2 C H 10 * CHƢƠNG 5 PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TRỌNG LƢỢNG Trong chƣơng này, trình bày các kỹ thuật phân tích trọng lƣợng bao gồm: kết tủa, lọc để loại các tạp chất thu đƣợc dạng kết tủa sạch trƣớc khi sấy và nung, đƣa chất phân tích về dạng cân. Kỹ thuật sử dụng lò nung và chén nung đƣợc trình bày ở phần phụ lục 4 trang 93-96 52
  54. BÀI 13 PHÂN TÍCH TRỌNG LƢỢNG XÁC ĐỊNH Mg2+ 13.1 KỸ THUẬT LỌC 13.1.1 Giấy lọc không tàn Trong phân tích trọng lƣợng, ngƣời ta lọc kết tủa bằng giấy lọc không tàn. Giấy lọc không tàn là loại giấy khi đốt cháy, khối lƣợng còn lại từ 0,00003-0,00008g tro tuỳ theo từng loại. Thực tế trọng lƣợng này không ảnh hƣởng tới kết quả phân tích (độ chính xác của cân là 0,0001g) Ngƣời ta điều chế giấy lọc không tàn bằng cách chế biến giấy lọc bằng HCl và HF. Sau khi sản xuất chúng đƣợc đóng gói thành từng tập 100 tờ. Trên mỗi hộp giấy ngƣời ta ghi kích thƣớc giấy lọc và trọng lƣợng tro của một tờ. Các loại giấy lọc sử dụng có độ mịn khác nhau, chúng đƣợc ký hiệu bằng các màu khác nhau trên tập giấy: Băng màu xanh là loại giấy lọc mịn, độ xốp nhỏ nhất, thƣờng sử dụng để lọc các kết tủa tinh thể nhỏ nhƣ BaSO4, PbSO4v.v. Giấy lọc băng màu trắng, băng màu vàng là loại giấy lọc có độ xốp trung bình, dùng để lọc các kết tủa hydroxit kim loại. Giấy lọc băng đỏ là loại giấy lọc có độ xốp lớn nhất, dùng để lọc các kết tủa tinh thể lớn. Nhƣợc điểm của giấy lọc là không có kích thƣớc lỗ rõ ràng. Ngày nay nhiều phòng thí nghiệm đã sử dụng màng lọc polyme có kích thƣớc lỗ chính xác hơn. Kích thƣớc giấy lọc có các loại : 5,5 ; 7 ; 9 ; 11 ; 12,5 ; 13cm. Nếu khối lƣợng tro >0,00001g thì khi tính toán phải tính đến cả khối lƣợng tro. 13.1.2 Cách gấp giấy lọc và kỹ thuật lọc Do chế tạo giấy lọc không tàn qua nhiều công đoạn nên giá thành tƣơng đối cao, chỉ nên sử dụng giấy không tàn trong những trƣờng hợp cần thiết. Sử dụng giấy lọc đúng loại và kích thƣớc cũng là một yêu cầu đƣợc đặt ra. Tuỳ thuộc vào loại kết tủa, khối lƣợng kết tủa, mà chọn loại giấy lọc thích hợp. Kỹ thuật gấp giấy lọc cũng phụ thuộc vào điều kiện phân tích cần lấy kết tủa hay nƣớc lọc. Nếu lấy nƣớc lọc, ta gấp giấy lọc theo kiểu gấp nhiều nếp để cho toàn bộ giấy lọc tiếp xúc với dung dịch nƣớc cái, khi đó tốc độ lọc sẽ nhanh hơn. Còn nếu lấy kết tủa, thì gấp giấy lọc theo kiểu phẳng để dễ thu hồi kết tủa. Gấp giấy lọc theo kiểu nhiều nếp tiến hành nhƣ sau: Gấp tờ giấy lọc để có hình 1/4 tờ giấy sau đó mở trở lại và từ một bên nửa hình tròn ta gấp từng phần nhỏ hình tam giác có 53
  55. chiều rộng khoảng 1cm, tiếp tục gấp đi gấp lại cho đến khi hết nửa tờ giấy lọc, mở ra ta có tờ giấy lọc gấp nhiều nếp. Gấp giấy lọc kiểu phẳng đơn giản hơn, ta gấp đôi tờ giấy lọc, tiếp tục gập đôi một lần nữa, mở một phần nhỏ của tờ giấy sao cho có hình nón để ngƣợc. Tuỳ theo hình dạng của phễu ta gấp để cho tờ giấy tiếp xúc với phễu sao cho ở phía trên tiếp xúc nhiều hơn ở phía cuống phễu. Hình 4 : Gấp giấy lọc và kỹ thuật lọc Để lọc tốt, chọn tờ giấy lọc có kích thƣớc phù hợp, mép tờ giấy lọc cách mép phễu khoảng 0,5cm. Sau khi đặt giấy lọc vào phễu, dùng bình nƣớc cất thấm ƣớt đều tờ giấy sau đó đổ đấy nƣớc cất vào phễu cho chảy. Nếu giấy lọc đặt đúng, cuống phễu sẽ đƣợc lấp đầy nƣớc tiến hành lọc ngay khi cuống phễu vần còn đầy nƣớc. Chính cột nƣớc này làm giảm áp suất thuỷ tĩnh ở phần cuống phễu và vì vậy tăng nhanh quá trình lọc. 13.2. XÁC ĐỊNH Mg THEO PHƢƠNG PHÁP TRỌNG LƢỢNG 13.2.1 Nguyên tắc xác định Bước 1: Ttiến hành kết tủa ion magie dƣới dạng MgNH4PO4.6H2O: 2+ + Mg + (NH4)2HPO4 + NH3 + 6H2O MgNH4PO4.6H2O  + 2NH4 54
  56. o Bước 2: Nung kết tủa MgNH4PO4.6H20 ở 1000 C tạo thành magie pirophotphat, từ đó tính ra lƣợng Mg trong mẫu: 2 MgNH4PO4.6H2O Mg2P2O7 + 2NH3 + 7H2O Để tránh hình thành Mg(OH)2, phản ứng kết tủa (NH4)2HPO4 cần đƣợc thực hiện khi mặt muối amoni. Tuy nhiên không dùng lƣợng dƣ muối amoni quá lớn vì dẫn tới tạo thành kết tủa có thành phần Mg(NH4)4(PO4)2, mà kết tủa này sau khi nung một phần tạo thành P2O5: Mg(NH4)4(PO4)2 Mg(PO3)2 + NH3 + 2H2O 2 Mg(PO3)2 Mg2P2O7 + P2O5 Kết tủa MgNH4PO4 bị thuỷ phân một phần khi rửa bằng nƣớc: MgNH4PO4 + H2O MgHPO4 + NH4OH Để tránh thuỷ phân, cần rửa kết tủa bằng dung dịch amoniac loãng. Điều kiện tiến hành phản ứng: - Tiến hành kết tủa ở pH > 7 - Phải loại bỏ Li và các cation cản khác có thể tạo kết tủa với ion photphat (trƣờng hợp Ca có thể thêm axit xitric) + - Chỉ thêm một lƣợng dƣ NH4 vừa phải - Đun nóng đến 70-100oC - Cọ đũa thuỷ tinh vào thành ống nghiệm để tạo điều kiện kết tủa. 13.2.2 Quy trình phân tích Lấy một lƣợng mẫu muối Magie chứa khỏang 10 mg Mg trong nƣớc, thêm 5 ml HCl 6M, 2 giọt dung dịch chất chỉ thị mêtyl đỏ và 6 ml dung dịch (NH4)2HPO4 0,1M, pha loãng bằng nƣớc cất tới thể tích 100 ml. Sau đó thêm chậm từng giọt dung dịch amoniac đặc, vừa thêm vừa khuấy và cọ đũa thuỷ tinh vào thành cốc cho đến khi chất chỉ thị chuyển từ màu đỏ sang màu vàng. Thêm tiếp 5 ml nữa, đạy nắp và để vào tủ làm việc cho đến buổi thí nghiệm tiếp theo. Trƣớc khi lọc, cần thử xem đã kết tủa hoàn toàn chƣa. Lọc kết tủa qua giấy lọc băng xanh và rửa bằng dung dịch amoniac 2,5%. Khi cần xác định magiê thật chính xác dƣới dạng amoni-magiê photphat, cần kết tủa lại kết tủa đó lần thứ hai, vì dung dịch phân tích luôn luôn chứa lƣợng lớn muối amoni, kết tủa có công thức không thật sự là MgNH4PO4.6H2O. Kiểm tra độ sạch của kết tủa bằng một giọt dung dịch AgNO3 + HNO3 vào 1ml dung dịch nƣớc rửa không có kết tủa trắng của AgCl. 55
  57. Chuyển toàn bộ giấy lọc và kết tủa vào chén nung đã biết khối lƣợng (chén nung đã đƣợc nung 60 phút ở 900oC sau đó để nguội trong môi trƣờng khô và cân). Sấy khô kết tủa và giấy lọc, nung 60 phút ở 900oC. Cân lại chén nung lần thứ hai, và tính hàm lƣợng Mg có trong mẫu./. * BÀI 14 PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TRỌNG LƢỢNG XÁC ĐỊNH Fe3+ 14.1. NGUYÊN TẮC 3+ Kết tủa Fe dƣới dạng Fe(OH)3 bằng NH3 sau đó lọc, rửa và nung để có dạng cân cuối cùng Fe2O3: 3+ + Fe + 3NH4OH Fe(OH)3 + 3 NH4 T o Fe(OH)3  Fe2O3 + H2O (nung) Điều kiện kết tủa: Kết tủa Fe(OH)3 thƣờng kéo theo các tạp chất đặc biệt trong trƣờng hợp dùng thuốc thử NaOH để kết tủa. Vì vậy cần áp dụng các biện pháp sau: - Sử dụng NH3 để loại trừ đƣợc nhiều tạp chất do tạo phức amiacat; - Kết tủa từ dung dịch không quá đặc có chứa HNO3 vì sau đó hình thành NH4NO3 góp phần đẩy các tạp chất khỏi các trung tâm hấp phụ và phá các keo Fe(OH)3 ; - Kết tủa trong dung dịch nóng; - Lọc nóng và rửa kết tủa bằng dung dịch nóng có thêm NH4NO3 2% - Kết tủa lặp nếu trong dung dịch có nhiều các tạp chất 14.2. XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG Fe TRONG PHÈN SẮT Cân chính xác khoảng 1g NH4Fe(SO4)2.12H2O vào cốc 250 ml, thêm 5 ml HNO3 o o 4M và 100 ml nƣớc cất. Hoà tan và đun nóng đến nhiệt độ 60 C -70 C . Thêm NH4OH đặc cho đến kết tủa hoàn toàn, thêm dƣ 2 ml (tất cả hết 20 ml). Tiếp tục đun đến gần sôi dung dịch , để yên dung dịch 5 phút rồi lọc nóng qua giấy lọc không tàn băng đỏ. Đun nóng dung dịch rửa NH4NO3 2% rửa khoảng 8-10 lần, mỗi lần 5 ml dung dịch rửa cho 2- đến khi hết SO4 (thử bằng dung dịch BaCl2 5%). Sấy giấy lọc và kết tủa ở 100oC-200oC đến khô, chuyển vào chén nung đã chuẩn bị o và biết trọng lƣợng, G1. Nung kết tủa ở 900 C 40 phút, để nguội đến nhiệt độ khoảng 56
  58. 200oC rồi chuyển vào bình hút ẩm, để nguội tiếp đến nhiệt độ phòng, cân, có trọng lƣợng G2. Tính hàm lƣợng Fe2O3 trong phèn. * 2- BÀI 15 XÁC ĐỊNH SO4 BẰNG PHƢƠNG PHÁP TRỌNG LƢỢNG VÀ COMPLEXON 2- 15.1 XÁC ĐỊNH SO4 BẰNG PHƢƠNG PHÁP TRỌNG LƢỢNG 15.1.1 Nguyên tắc xác định 2+ 2- Dùng một lƣợng dƣ chính xác Ba để kết tủa toàn bộ SO4 . Lọc, rửa kết tủa qua giấy lọc không tàn băng xanh. Nung kết tủa ở 850oC đến trọng lƣợng không đổi, từ lƣợng cân 2- chén nung và chén nung có kết tủa, xác định đƣợc lƣợng SO4 trong mẫu. Nƣớc lọc đƣợc dùng để xác định Ba2+ dƣ trong phần sau. Phƣơng pháp gặp một số trở ngại do các tạp chất nhƣ Al, Fe và Sr, cũng nhƣ một số tạp chất không tan ảnh hƣởng. Vì vậy để phân tích các mẫu thực tế, một quy trình loại tạp 2- chất đƣợc đề ra. Trong điều kiện SO4 đã có sẵn, quy trình phân tích nhƣ sau: 15.1.2 Quy trình phân tích 1. Nung chén đến 850oC và giữ 1 giờ, để nguội từ từ cho tới nhiệt độ khoảng 200oC, đƣa chén vào bình hút ẩm (desicator) và tiếp tục để nguội đến nhiệt độ phòng. 2. Cân chén nung và ghi trọng lƣợng của chén, G1 g. 2- 3. Lấy mẫu SO4 (chứa khoảng 50-100mg) vào cốc 250 ml, thêm 5 ml HCl 4N. Vừa đun nóng, vừa thêm một lƣợng dung dịch BaCl2 0,025M cho tới khi kết tủa hoàn toàn, cho tiếp thêm 10 ml BaCl2 nữa (một lƣợng chính xác tất cả khoảng 40 ml). Tiếp tục đun nóng đến 90oC sau đó để yên dung dịch khoảng 1 giờ. Lọc gạn kết tủa ba lần qua giấy lọc không tàn băng xanh vào bình định mức 100 ml, sau đó chuyển toàn bộ kết tủa lên giấy lọc và tiếp tục rửa kỹ kết tủa 5 lần, mỗi lần bằng 5 ml nƣớc nóng. Toàn bộ nƣớc lọc đƣợc dịnh mức thành 100 ml cho phần sau (dung dịch B). 4. Chuyển giấy lọc có kết tủa vào chén nung, sấy khô. 5. Chuyển chén nung có giấy lọc và kết tủa vào lò nung, đặt nhiệt độ 850oC, bật công tắc cấp điện cho lò nung. Khi nhiệt độ đạt tới 850oC, giữ 1 giờ. 57
  59. 6. Để nguội lò nung tới < 200oC, chuyển chén nung vào desicator, tiếp tục để nguội tới nhiệt độ phòng. 7. Cân chén nung có kết tủa, đƣợc trọng lƣợng G2, g. Trọng lƣợng của BaSO4 là G2-G1. 2- 8. Tính trọng lƣợng SO4 : mSO4 = (G2 - G1). 96/233,33 g 2- 15. 2 XÁC ĐỊNH SO4 BẰNG PHƢƠNG PHÁP COMPLEXON 15.2.1 Nguyên tắc xác định 2+ 2- 2+ Sử dụng một lƣợng chính xác Ba , dƣ để kết tủa SO4 sau đó chuẩn độ lƣợng Ba dƣ ở pH = 10 khi có mặt của MgY2- với chỉ thị là ET-OO Phƣơng pháp complexon có thể xác định Bari có trong kết tủa BaSO4,: rửa sạch bari dƣ, hoà tan trong môi trƣờng NH3 9M với lƣợng dƣ EDTA rồi chuẩn độ EDTA dƣ bằng dung dịch Zn2+ ; ở đây ta làm theo cách thứ nhất, lấy dung dịch B ở phần trên. Phản ứng kết tủa BaSO4: 2+ 2- 2+ Ba + SO4 = BaSO4 (dƣ Ba ) ; Phần kết tủa BaSO4 đã đƣợc nung ở phần trên, phần nƣớc lọc có Ba2+ dƣ, cho thêm Mg2+ sau đó chuẩn độ bằng EDTA 2+ 2- 2- + Ba + H2Y = BaY + 2H 2- 2+ 2- + H2Y + Mg = MgY + 2H Tại điểm tƣơng đƣơng: 2- 2- MgInd (màu đỏ nho) + H2Y MgY + H2Ind (màu xanh) Hằng số bền của BaY2- và MgY2- tƣơng đối gần nhau, tuy nhiên, chúng cao hơn hằng số bền của MgInd. Mặt khác, hằng số bền của MgInd cao hơn BaInd rất nhiều (107 so với 102) nên tại điểm tƣơng đƣơng, phức MgInd (đỏ nho) còn lại sau cùng trƣớc khi chuyển sang HInd2-(xanh). 15.2.2 Quy trình phân tích 2 Lấy mẫu chứa khoảng 50-70 mg SO4 vào cốc 250ml. Thêm 4ml HCl 4N, lắc đều rồi cho từ từ dung dịch BaCl2 có nồng độ C1 (0,025M) vào cho tới khi kết tủa hoàn toàn, thêm khoảng 10ml BaCl2 nữa. Ghi số ml BaCl2 chính xác đã cho vào cốc - V1ml (chính xác khoảng 40 ml). Đun nóng kết tủa đến khoảng 900C (không để sôi làm bắn mất dung dịch). Để yên 60 phút, lọc gạn qua giấy lọc băng xanh; rửa kết tủa 5 lần, mỗi lần bằng khoảng 3ml nƣớc nóng vào bình định mức 100 ml, đƣợc dung dịch B. Lấy 20 ml dung dịch B vào bình nón 250 ml. Trung hoà dung dịch B bằng dung dịch NaOH 2N tới trung tính (thử bằng giấy quỳ). Thêm chính xác V2 ml (5ml) dung dịch 2+ Mg có nồng độ C2 (nếu cho complexonat magie thì không cần đo thể tích chính xác), thêm 5ml dung dịch đệm amoniac + amoni clorua và một ít chỉ thị ET-OO khi đó dung 58
  60. dịch sẽ có màu đỏ nho. Chuẩn độ bằng dung dịch EDTA có nồng độ Co cho tới khi dung dịch chuyển sang màu xanh thì dừng lại. Ghi số ml EDTA đã chuẩn độ - V0ml. Làm song 2- song để lấy kết quả trung bình. Số mg SO4 trong mẫu phân tích theo công thức: C1.V1 100 mg SO4 = C2 .V2 CoVo x x96 5 20 15.3 CÂU HỎI ÔN TẬP 1. Nêu điểm khác biệt căn bản giữa phƣơng pháp phân tích trọng lƣợng và phân tích thể tích, cho thí dụ minh hoạ? 2. Nêu các loại lò nung, chén nung trong phân tích trọng lƣợng? Những điều cần tránh khi làm việc với lò nung, chén nung? 3. Yêu cầu của dạng kết tủa, dạng cân? làm thế nào để đáp ứng các yêu cầu đó? 4. Các kỹ thuật cơ bản khi tách các chất bằng phƣơng pháp kết tủa? Cho thí dụ minh hoạ. PHẦN 2 PHÂN TÍCH MẪU THỰC TẾ Mục đích của phần này là giúp cho học sinh làm quen với các mẫu thực tế bằng cách phân tích một số mẫu có trong thị trƣờng, đƣợc chia làm bốn loại chính, đó là các mẫu hợp kim, các mẫu sản phẩm công nghiệp hoá chất (xi măng pooc - lăng và phân bón NPK và quặng piroluzit), các mẫu môi trƣờng và cuối cùng là các mẫu thực phẩm. Hầu hết các bài thực tế, học sinh phải phá mẫu, loại tạp chất trƣớc khi phân tích và cuối cùng, sinh viên tự lập các công thức tính lƣợng chất có trong mẫu. CHƢƠNG 6 PHÂN TÍCH HỢP KIM BÀI 16: XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG Mn TRONG GANG 16.1. NGUYÊN TẮC XÁC ĐỊNH Mn ở trong gang thƣờng tồn tại dƣới dạng MnS, Mn3C, MnO2, hàm lƣợng của nó từ 0,2-3 %. Khi hoà tan mẫu gang chứa Mn bằng hỗn hợp H2SO4 + H3PO4 có mặt HNO3 phản ứng xảy ra nhƣ sau: MnS + H2SO4 MnSO4 + H2S 3 MnS + 14 HNO3 3Mn(NO3)2 + 8NO + 3 H2SO4 + 4H2O 59