Tải bản đầy đủ
C% = i^£L.100 mdd

C% = i^£L.100 mdd

Tải bản đầy đủ

D.2.3. Nồng đo đương lượng gam
Ký hiêu: N, c v

ĩ^ n g độ này được đo bằng số đương lượng gam chất tan có trong 1 lít dung dịch.
Mu ta có m gam chất tan hoà tan trong V lít dung dịch. Đương lượng gam của chất tan
ỉà 3 hì:
m
Cn = Í = —
V 3 .V
D.2.4. Sự liên quan giữa các loại nồng độ
ỉ S ự liên quan giữa các c % với nhau

Tôn rriị gam dung dịch A có C|% với m, gam dung dịch A có C 2% ta được dung dịch A
có c 7c. Biểu thức quan hệ giữa chúng:
m I.c Ị + m2.c 2 = (m ị + m2).c
Mu pha loãng bàng nước thì coi nồng độ c% của nước bằng 0.
2 S ự liên quan giữa các C S1 với nhau

Trộn V, lít dung dịch A có CMI với V 2 lít cũng dung dịch A có nồng độ C M2 đượcdung
dị ch có nồng độ C:M. Biểu thức liên hệ giữa các đại lượng trên:
V , C M, + V2C M: = (V, + V 2)CM

hếu pha loãng bằng nước thì CMcúa nước bằng 0.
3 S ự ỉỉen quan giua c % và CM

Có dung dịch chất A nồng độ c% , có khối lượng riêng là D (g/ml).
lượrg mol phân tứ là Mv Biếu thức chuyển đổi giữa c % và CM là:

Chất A có khối

K).C%.D

M=

Ma

4 S ự liên q u a n giữa c v/ và c v
^ố u gọi n:

- S ố ion

trao đổi từ l phân tử axít.

- S ố ion OH trao đổi từ l phân tử bazơ.

-Tổng số điện tích cua cation kim loại trao đổi từ l phân tử muối.
- T ố n g số clectron trao đổi từ l phân tử chất oxv hoá hoặc chất khử.

97

Công Ihức liên quan giữa CMvà CN:
CN —nCM

10.2.5. Phương pháp xác định nồng độ chất chuẩn độ trong phân tích thế tích
Phương pháp tính nồng độ trong phân tích thể tích là theo định luật đương lượng. Nghĩa
là khi các chất tác dụns vừa đù với nhau thì số đương lượng (hay số mili đương lượng) của
chúng phái bằng nhau.
Công thức tính nồng độ lại phụ thuộc vào phương pháp chuẩn độ.

/. Chuẩn độ trực tiếp
Dùng dung dịch tiêu chuấn cho tác dụng trực tiếp với dung dịch chuẩn độ. Khi đạt tới
điểm tương đương:
Dung dịch tiêu chuán dùng hết V| ml và có nồng độ N|.
Dung dịch chuán độ đã sử dụng V t ml có nồng độ cần xác định là Ni.
Vậy:

V,N, = V 2N 2

nên:
Thí dụ:

Xác định NNaOH bằng dung dịch tiêu chuẩn HC1.
Tại điểm tương đương:

VNaOH.NNaOH = VHCI.NHC|

2. Chuẩn độ ngược

Gọi X là chất cần xác định nồng độ.
M là chất đã biết nồng độ, có thê tác dụng với X tạo chất bền.
Cho M dư tác dụng với X:
M + X = MX
Dùng dung dịch tiêu chuán Y để xác định lượng M dư:
Mdư + Y = MY
Theo cách chuẩn độ nàv công thức tính nồng độ chất X như sau:
v m.n m = v x.n x + v y.n y

VM.NM- V Y.NY

vx
98

T h í dụ: Đé xác định s o ị trong nước ta d ù n g d u n g d ịch B a '+ d ư đ ã biết n ồ n g đ ộ c h o tác
d ụ n g với s o 4 .
Ba2+ + s o ]

= BaS0 4l

Sau đỏ c h ú n g ta d ù n cs dungV. dịch tiêu c h u ẩ n E D T A c h u ẩ n B a 2+ dư:
Ba2+ + E D T A = B a .E D T A
V, , - N , , - = VM , r N SOỈ ■+ V .:OTA-N,;m-A
N
SO4'

V

so i”

3. C h u á n đó g ia n tiếp
C h ấ t X là ch ấ t cán xác định.
C h o chất M tác dụn g với chất X:
M + X = MX
X ác đinh M trong M X bằng d u n g d ịch tiêu c h u á n V:

MX + Y = z
T ừ đ ó a có:

V \ . N X= V ni.N m = Vv ,N\
Vy . N y
Nx =

Vx

T h í d ụ Đ ế xác định C a 2' trong một m ẫu nước ta c h o ion C 2()_ị

tác d ụ n g với C a 2+ tạo ra

chát kết Ua bền:
C a ' 4 + c 2(>4

= C a C / ) 4l

L ọc lốv k ế t tua C a C 20 4, rửa sạch và đ em c h u ẩ n đ ộ bằng d u n g d ịch K M n 0 4 tro n g m ỏi
trường axít m ạ n h .
5 C a C : ) 4 + 2 K M i i 0 4 + 8 H : S(), = 2 M n S ( ), + K : S().4 + 5CaSC)4 + 1 0 C 0 2t + 8 H 20
^
IV - ~

^ K \1nOj
K.MiO 4
V ;
Ca

10.3. P h U O N G P H Á P T R U N G HOẢ
10.3.1 C o so' c u a p h ư ơ n g p h á p
PhươnỊ p h á p IIUIÌÍI hoà dưa trẽn cơ sờ cua phan ứng trung hoà:

99

H + + 0 H ~ = H 20

T h í dụ: C h u ẩ n đ ộ dung d ịc h N a O H b ằ n g d u n g d ịc h HC1.
N a O H + HC1 = N a C l + H 20
P h ả n ứ ng n à y c ó p h ư ơ n g trìn h ion thu gọn:
H++ OH

= H 20

Ở 2 9 8 ()K c h ú n g ta c ó tích sô' ion c ủ a nước:
K w = [H +][OH~] = 10’ 14


p H + p O H = 14

T r o n g q u á trìn h c h u ẩ n đ ộ thì n ồ n g đ ộ H + và O H ~ tro n g d u n g d ịc h c h u ẩ n đ ộ th a y đ ổ i, c ó
n g h ĩa là g iá trị p H th a y đổi. V ì v ậ y tro n g p h ư ơ n g p h á p tr u n g h o à ta d ù n g đ ạ i lư ợ n g p H c ủ a
d u n g d ịc h c h u ẩ n đ ộ đ ể k h ả o s á t q u á trình c h u ẩ n độ.

10.3.2. C hất chỉ thị màu dùng trong phương pháp trung hoà
C h ấ t chỉ thị m à u là c h ấ t c ó m à u sắc th a y đ ổ i th e o g iá trị p H c u a d u n g d ịch .
T r o n g p h ư ơ n g p h á p t r u n g h o à c h ú n g ta d ù n g c h ấ t c h i thị m à u đ ể n h ậ n b i ế t đ i ể m
tư ơ n g đ ư ơ n g .
N h ư vậ y tại đ i ể m tư ơ n g đ ư ơ n g c h ấ t c h ỉ thị p h ả i đ ổ i m à u . Sự đ ổi m à u c ủ a c h ấ t chỉ thị b á o

hiệu đã đến điểm tương đương và phải ngừng chuẩn độ lại.
1. C ơ c h ế đ ổ i m àu củ a c h ấ t c h ỉ th ị
C h ấ t c h ỉ thị m à u d ù n g tro n g p h ư ơ n g p h á p tru n g h o à là c h ấ t chỉ thị a x ít - bazơ.
Bản th â n c á c c h ấ t chỉ thị n à v là c á c a x ít h o ặ c b a z ơ h ữ u c ơ y ếu m à ở d ạ n g p h â n tử h o ặc
io n c h ú n g c ó m à u k h á c n h a u .

T h í dụ: P h e n o lp h ta le in là m ộ t a x ít h ữ u c ơ y ế u . T r o n g d u n g d ịc h n ó tồ n tại c â n b ằ n g
(h ìn h 10. 1):

H+

0

0

Hỉnh 10.1: Cẩu tạo phán tử cùa plienolphtaleiii

100

C ổ n g thức c ủ a p h e n o lp h ta le in phức tạp nón c h ú n g ta ký hiệu nó là H ln d .
Hlnd

í=?

Ind

không màu

+ H+

màu tím diỏ

T r o n g d u n g d ịc h , tuỳ theo giá trị pH m à chất ch i thị này tổn tại ớ d ạ n g H l n d h a y Ind m à
n ó c ó m à u sắc k h á c nhau.
Đ ố i với c h ấ t c hi thị là bazơ hữu cơ yếu chúng ta c ũ n g kv h iệ u là I n d O H và giải Ih íc h c ơ
c hê đổi m à u c ũ n g n h ư trên.

2. K h o ả n g đổi m à u của chất ch ỉ thị
G iá sứ ta c ó c h ấ t chi thị là axít hữu cơ yêu. Trong d u n g d ịch tổ n tại m ộ t c â n bằng:
Hlnd

^

Ind' + H +

H ằ n g số đ iệ n ly:
K = [ H + ] [ In d )

[H lnd]

[H+] = K ỊHỊndị
[Ind I
V ây :

pH = pK - lg-Ị^——
l ĩnd ]
(pK = - lgK)

D o đặc đ i ể m c ủ a m ắt người là chi q u an sát rõ ràng m à u c ù a c h ấ t H l n d h a v I n d “ khi n ồ n g
đ ộ c ủ a c h ú n g hơn k é m n h a u !0 lần nõn khoáng dổi m à u c ủ a c h ấ t c h i thị sẽ là:
pH = pK + I

T h i dụ: C h ấ t chỉ thị phenolphtalein là axít hữu c ơ yếu có K = 1.10” J n ê n k h o ả n g đổi m àu
của chất chi thị n ày là:

pH = pK ± 1 = 9 ± 1 = 8 H- 10.
N h ư v ậ y với c h ấ t chi thị này thì:
pH < 8 : k h ố n g màu.
pH > 10: m àu đó tím.
pH = 8 4- 10: khoáng đối màu.
K h o á n g đối m à u c ủ a m ột số chất chỉ thị axít -

b a z .ơ

ih ô n g d ụ n g c h o trong b ả n g 10.1.

101

Bảng 10.1. Khoảng đổi màu cua một sô chất chỉ thị thông dụng
STT

Chất chỉ thị

Axít

Trung tính

Bazơ

K hoảng đổi màu

1

Methyldacam: MO

hổng

dacam

vàng

2 , 5 -ỉ-4,5

2

Phenolphtalein:PP

không

không

đỏ tím

8-5-10

3

Quỳ tím

đỏ

tím

xanh

6-5-8

4

Methyl đỏ: MR

đò

dacam

vàng

4,2 -r 6,2

10.3.3. Đường cong chuẩn độ đơn bậc
I . C h u ẩ n độ a x ứ m ạ n h b ằ n g b a zơ m ạ n h h o ặ c n g ư ợ c lạ i
T iế n h à n h k h ả o sát q u á trìn h c h u ẩ n đ ộ 100 m l d u n g d ị c h HC1 0 ,1 N b ằ n g d u n g d ịc h
N a O H 0 ,1 N .
T r o n g q u á trìn h n ày, từ b u re t c h ú n g ta n h ỏ từ n g g iọ t d u n g d ịc h N a O H 0 , Ỉ N x u ố n g b ìn h
n ó n đ ư n g 100 m l d u n g d ịc h N a O H 0,1N .
N a O H + HCỈ = N aC l + H 20
O H “ + H + = H 20

C h ú n g ta x é t sự th ay đổi p H c ủ a d u n g d ịch c h u ẩ n đ ộ tro n g q u á trình c h u ẩ n độ.

ơ) Sự biến đổi p H của dung dịch N aO H trong quá trình chuẩn độ
Đ ể đơ n g iản tro n g tính to á n ta coi thê tíc h c h u n g c ủ a d u n g d ị c h tr o n g q u á trìn h c h u ẩ n đ ộ
là k h ô n g đổi. Đ iề u n à y c ũ n g k h ô n g ả n h hư ở n g n h iề u đ ế n k ế t q u ả c ủ a tín h to á n .
a l ) T rướ c khi c h u ẩ n đ ộ
T r o n g d u n g d ịc h chỉ c ó HC1 là a x ít m ạ n h , đ iệ n iy h o à n to àn .
HC1= H+ + c r
HC1 0 ,1 N tư ơ ng đ ư ơ n g với 0,1 M .
[H +] = [HC1] = 0,1 M

->

p H = 1.

a2) T rướ c đ iể m tư ơ ng đ ư ơ n g
- K h i 9 0 % d u n g d ịch HC1 đư ợ c c h u ẩ n đ ộ , HC! c ò n lại 10m l.
[H + ] = [HC1] = ^

= 0 .0 1 M

pH =

2.

pH =

3.

- K hi 9 9 % d u n g d ịch HC! đư ợ c c h u ẩ n độ:
[ H + ] = [HC1] = ^ -

102

= 10-, M

->

- Khi 9 9 ,9 % d u n g d ịc h HC1 dược chuítn độ:
ỊH • ] = [HCỈ] =

= 10 'VI

p H = 4.

a 3 ) T ạ i đ iế m tư ơ n g đ ư ơ n g
1 0 0 % HC1 đ ư ợ c c h u ẩ n đ ộ bàng N a O H . Lúc này trong d u n g d ịc h c h ỉ c ó m u ố i N aC l,
m u ố i n à y k h ô n g bị t h u ý p h â n nén pH = 7.
a 4) Sau đ iế m tư ơ n g đ ư ơ n g
Sau đ iể m tư ơ n g đ ư ơ n g , d u n g dịch bát đầu dư N a O H là b a z ơ m ạ n h , đ iệ n ly h o à n toàn.
NaO H = N a+ + O H '
nén

[O H - ] = [NaOH ]

[ N a O H ] = 0 . 1 N tư ơ n g đ ư ơ n g 0 . 1M.
- Khi 10 0 ,1 % d u n g d ị c h HC1 được c h u ẩ n độ:
[ O H ‘ ] = |N aO H ] = ^ ^ - =
100
pO H = 4

->

1 .1 0 _4M

pH = 10

- Khi 101% d u n g d ị c h HC1 được c h u ẩ n độ:
[OH ] = |N a O H | = ——- = 1 .10" 3 M
100
pO H = 3 - >

pH = 1 !

- Khi 110% dung dịch HC1 được chuẩn dỏ:
ỊOH ] = ỊNaOH ị = ——

= 1. i 0 2 M

300
pOH = 2 - >

pH = 1 2.

- K hi 2 0 0 % d u n g d ịc h HCI dược c h u á n dò:
[O H "J = [NaOHỊ = 10Q- ’- = 0 J M
100

pO H = 1 ->

b)

pH = I 3

Lập bàniỊ biến thiên và vẽdiíờiìi’ cont> chuẩn dó

D ựa th e o kết q u á tín h to án ta lập được bàng biến thiên c ủ a pH th e o % d u n g d ịc h c h u á n

độ và đường COI12 ch u ẩn độ.

103

STT

% chuẩn độ

pH

1

0

1

14

2

90

2

12

3

99

3

10

4

99,9

4

5

100

7

6

100,1

10

7

101

11

8

110

12

9

200

13

8
6
4
2

50

100

150

200

°0

c) N h ậ n xé í
- Đ i ể m tư ơ n g đ ư ơ n g c ủ a p h é p c h u ẩ n đ ộ c ó p H = 7 trù n g với đ i ể m t r u n g tính.
- Đ ư ờ n g c o n g c h u ẩ n đ ộ c ó 1 đ o ạ n 'r ấ t d ố c ứ n g với k h o ả n g từ 9 9 , 9 % tới 1 0 0 ,1 % d u n g
d ịc h HC1 đư ợ c c h u ẩ n độ. Đ o ạ n n à y n g ư ờ i ta gọi là bư ớ c n h ả v c ú a p h é p c h u ấ n độ.
T r o n g p h ạ m vi bước n h ả y , chỉ c ầ n th ay đ ổ i m ộ t ít d u n g d ị c h tiê u c h u ẩ n ( ± 0 , 1 % ) thì giá
trị p H /th a y đổi 6 đ ơ n vị từ 4 tới 10.

d) C họn ch ấ t c h ỉ thị
N g u y ê n tắc c h u n g là phải c h ọ n c h ấ t chí thị c ó k h o ả n g đ ổ i m à u tr o n g p h ạ m vi bước n h ả y
c ủ a p h é p c h u ẩ n độ. T ấ t n h iê n n ếu trù n g và o đ i ể m tư ơ n g đ ư ơ n g h o ặ c c à n g g ầ n đ iể m tươ ng
đ ư ơ n g c à n g tốt.
Việc c h ọ n c h ấ t chỉ thị n h ư vậy giúp c h ú n g ta trá n h đư ợ c sai s ố lớn tro n g p h é p c h u ẩ n độ.
T r o n g p h ạ m vi bước n h ả y chỉ c ầ n th ê m 1 g iọ t d u n g d ịc h tiê u c h u ẩ n đ ã là m c h o d u n g
d ịc h c h u ẩ n đ ộ c ó p H th a y đ ổ i đ ộ t n g ộ t và lập tức là m c h ấ t c h ỉ thị đ ổ i m à u , b á o hiệu đ iể m
tươ ng đ ư ơ n g và n g ừ n g c h u ẩ n đ ộ lại. Sai s ố c ủ a p h é p c h u ẩ n đ ộ k h ô n g đ á n g kế.
T r o n g p h é p c h u ẩ n đ ộ trên c h ú n g ta c ó thê d ù n g c h ấ t c h ỉ thị:
- C h ọ n M . o c h o p h é p c h u ẩ n đ ộ axít m ạ n h b ằ n g b a z ơ m ạ n h . M . o c ó k h o ả n g đ ổi m à u
pH = 2,5 -í- 4.5, khi m à u sắc d u n g d ịc h c h u y ể n từ m à u h ồ n g s a n g m à u v à n g thì n g ừ n g c h u ẩ n
độ. T a th ư ờ n g h a y c h u ẩ n đ ộ q u á 1, 2 g iọ t d u n g d ịc h tiê u c h u ấ n n ê n c à n g g ầ n đ iể m tươ ng
đ ư ơ n g hơn.

104