Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Phương trình tổng quát [8]

Phương trình tổng quát [8]

Tải bản đầy đủ - 0trang

I.3.1. Phương pháp chuẩn độ điện thế

I.3.2. Phương pháp đo điện thế

I.3.3. Phương pháp quang phổ UV-VIS

I.3.4. Phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC)

I.3.5. Phương pháp động học

I.3.6. Phương pháp tính tốn

I.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ CÂN BẰNG AXIT- BAZƠ

I.4.1. Trên thế giới

Trên thế giới, việc xác định hằng số phân li của axit, baz ơ và ph ức ch ất d ựa trên k ết

quả của chuẩn độ điện thế kết hợp với phần mềm tính tốn trên máy tính đã được th ực

hiện từ những năm 90 của thế kỉ XX

I.4.2. Trong nước

Trong những năm gần đây, nhóm nghiên cứu cân bằng ion của b ộ mơn Hóa Phân

tích, khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã tập trung nghiên c ứu phương

pháp tính lặp theo thuật tốn bình phương tối thi ểu (BPTT) và thu ật toán đ ơn hình k ết

hợp với việc ứng dụng cơng nghệ thơng tin để lập chương trình tính theo các ngơn ng ữ

lập trình khác nhau như Pascal, Matlab để đánh giá h ằng s ố phân li axit c ủa m ột s ố các

đơn, đa axit - bazơ khác nhau và cho thấy phương pháp chuẩn độ điện th ế đo pH hồn

tồn có thể áp dụng đẻ xác định HSCB của axit đơn, hai và ba chức.

I.5. PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ĐIỆN THẾ XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ PHÂN LI AXIT- BAZƠ

I.5.1. Nguyên tắc chung.

I.5.2. Ứng dụng phương pháp chuẩn độ điện thế để xác định các hằng số cân bằng

axit – bazơ và các thông số nhiệt động.

I.5.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới kết quả xác định hằng s ố phân li theo ph ương

pháp chuẩn độ điện thế

I.5.3.1.Nhiệt độ

I.5.3.2.Nồng độ CO2 trong khí quyển

I.5.3.3.Lực ion

I.5.3.4. Mơi trường ion

I.6. ĐÁNH GIÁ SAI SỐ THỰC NGHIỆM



5



CHƯƠNG II : THỰC NGHIỆM

II.1. DỤNG CỤ, HÓA CHẤT, THIẾT BỊ

II.1.1. Dụng cụ, thiết bị

- Cốc thủy tinh (50 mL, 100 mL); buret (10,00 mL, 25,00 mL); bình đ ịnh m ức (100,0

mL, 250,0 mL, 500,0 mL).

- Máy đo pH Lab 850 SI Analytics (độ chính xác 0,001, được chu ẩn hóa b ằng dung

dịch đệm có pH = 4,010; 7,010; 10,010 ở 250C).

- Hệ thống sục N2 (độ tinh khiết 99,99%).

II.1.2. Hóa chất

Các hóa chất dùng cho nghiên cứu đều có độ tinh khiết phân tích (P.A), bao gồm: Nhóm hóa chất chung: kali clorua, kali hiđroxit, axit oxalic (H 2C2O4.2H2O), borax

(Na2B4O7.10H2O), HCl.

- Chất nghiên cứu: Muối dinatri etilendiamintetraaxetat dihidrat

( Na 2H2 Y.2H 2O )

II.2. PHA CHẾ CÁC DUNG DỊCH VÀ CHUẨN HĨA

II.2.1. Pha chế và chuẩn hóa các dung dịch chung cho hai phép chuẩn đ ộ

- Dung dịch KOH chung:

* Kết quả chuẩn hóa:

Kết quả: nồng độ trung bình của KOH là:

0, 2075  0, 2079

C0(KOH ) 

 0, 2077

2

(M)

- Dung dịch HCl

* Kết quả chuẩn hóa:

Kết quả: Nồng độ gốc của HCl là:



C0(HCl) 



0,1798  0,1811

 0,1804

2

(M)



II.2.2: Pha chế các dung dịch cho phép chuẩn độ hỗn hợp:

II.2.2.1: Pha chế dung dịch KOH dùng để chuẩn độ:

II.2.2.2: Pha chế dung dịch nghiên cứu.

Pha chế dung dịch muối Na2H2Y với nồng độ cỡ 10-2 M

Pha chế 5 dung dịch nghiên cứu:

Dung dịch

Nồng độ Na2H2Y (M)

Nồng độ HCl (M)



1

10-3

2,17.10-3



2

1,2.10-3

2,53.10-3



3

1,4.10-3

2,89.10-3



4

1,6.10-3

3,61.10-3



II.2.3: Pha chế các dung dịch cho phép chuẩn độ riêng rẽ:

II.2.3.1: Pha chế các dung dịch dùng để chuẩn độ:

II. 2.3.2: Pha chế dung dịch nghiên cứu

Pha chế dung dịch Na2H2Y cỡ 2,5.10-3 M:

Pha chế các dung dịch nghiên cứu cho phép chuẩn độ riêng rẽ:

6



5

1,8.10-3

3,61.10-3



Dung dịch

Nồng độ Na2H2Y

(M)



1



2



3



10-3



1,5.10-3



1,75.10-3



II.3. CHUẨN ĐỘ ĐIỆN THẾ DUNG DỊCH NGHIÊN CỨU

II.3.1. Điều kiện thực nghiệm

- Duy trì lực ion I = 0,1 bằng dung dịch KCl.

- Trước khi chuẩn độ, sục khí N2 vào cốc chuẩn độ.

- Duy trì nhiệt độ ổn định (25 ± 1)oC trong suốt thời gian chuẩn độ.

II.3.2. Quy trình chung chuẩn độ điện thế

Cả phép chuẩn độ riêng rẽ và chuẩn độ hỗn hợp đều được ti ến hành theo các b ước

dưới đây:

- Lấy 25,00 mL dung dịch nghiên cứu vào cốc thủy tinh dung tích 100 mL.

- Sục khí N2 vào cốc chuẩn độ để đuổi hết CO2 trong khơng khí. Đậy kín cốc trong

suốt thời gian chuẩn độ.

- Nhúng ngập điện cực vào cốc chứa dung dịch nghiên cứu.

- Thêm từ từ từng 0,20 mL hoặc 0,40 mL dung dịch chuẩn đ ộ từ buret vào dung d ịch

nghiên cứu, khuấy đều dung dịch, chờ hệ cân bằng và đọc giá tr ị pH. Th ực hi ện cho đ ến

khi pH của dung dịch nghiên cứu đến khoảng 10,5 thì dừng.

- Lặp lại quy trình trên thêm 1-2 lần nữa đối với mỗi dung dịch.



7



CHƯƠNG III : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

III.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH HẰNG SỐ CÂN BẰNG NHIỆT ĐỘNG CỦA AXIT BỐN

CHỨC H4A

III.1.1. Trường hợp chuẩn độ điện thế dung dịch hỗn hợp gồm axit mạnh và axit

bốn chức

Thí nghiệm : Xét trường hợp chuẩn độ V o mL dung dịch Na2H2Y nồng độ C01 mol/L

và HCl C02 bằng V mL dung dịch KOH nồng độ C mol/L

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích cho hệ tại thời điểm bất kì của q trình chu ẩn

độ, ta có:

[H + ] + [K + ]+[Na + ]=[OH - ]+[Cl- ]+[H 3 Y - ]+2.[H 2 Y 2- ]+3.[HY 3- ]+4.[Y 4- ]



K

� (h -φ .w )

h



1



V0 +V CV + 2C01 V0  C02 V0

+

α = + H2.α

3Y

C01V0

C01 V0



+H3.α

Y 22



+ HY

4.α

3-



(3.6)

Y 4-



(3.7)

K

Q = (h -φ .w )

h

Đặt



1



V0 +V CV + 2C01V0  C02 V0

+

C01V0

C01V0



(3.8)



h Q  h 1 (1  Q).K a1  h 2 (2  Q).K a1 K a 2  h3 (3  Q).K a1K a 2 K a 3  4 (4  Q).K a1K a 2 K a3 K a 4

4



3



2



(3.9)

Đặt:



a1  K a1





a 2  K a1K a 2





a 3  K a1K a 2 K a 3





a 4  K a1K a 2 K a 3 K a 4





�Y  h 4 Q



3

�X1  h 1 (1  Q)



2

�X 2  h 2 (2  Q)

�X  h (3  Q)

3

�3

�X 4  4 (4  Q)

và �



(3.10)



Khi đó, phương trình (3.12) sẽ trở thành dạng: Y = a1X1 + a2X2 + a3X3+a4X4

Các đại lượng Y, X1, X2, X3, X4 thu được từ kết quả thực nghiệm. Tiến hành xử lý

thống kê theo ngun lí bình phương tối thiểu với n đi ểm thực nghiệm sẽ thu được các

giá trị a1, a2, a3, a4. Từ đó, tính toán được các giá trị hằng số cân bằng nhiệt đ ộng của axit

nghiên cứu.

III.1.2. Trường hợp chuẩn độ điện thế từng dung dịch riêng rẽ

1. Thí nghiệm 1: Xét trường hợp chuẩn độ V o mL dung dịch Na2H2Y nồng độ Co mol/L

bằng V mL dung dịch KOH nồng độ C1 mol/L

Chọn mức khơng là TPBĐ thì ĐKP cũng chính là phương trình bảo tồn đi ện tích:

[H + ] + [K + ]+[Na + ]=[OH - ]+[H3 Y - ]+2.[H 2 Y 2- ]+3.[HY3- ]+4.[Y 4- ]



Sau kjhi biến đổi thu được:

8



(3.11)



3



Q



2



1 h .K a1  22 h .K a1 K a 2  33 h.K a1 K a 2 K a 3 +44 .K a1K a 2 K a 3 K a 4

4



3



2



h  1 h .K a1  2 h .K a1K a 2  3 h.K a1K a 2 K a 3 +4 .K a1K a 2 K a3 K a 4



(3.12)



Từ đó, tính các đại lượng để đưa phương trình trên về dạng phương trình 4 ẩn

2. Thí nghiệm 2: Xét trường hợp chuẩn độ Vo mL dung dịch Na2H2Y nồng độ Co mol/L

bằng V mL dung dịch HCl nồng độ C2 mol/L

Chọn mức khơng là TPBĐ thì ĐKP cũng chính là phương trình bảo tồn đi ện tích:

[H + ] +[Na + ]=[OH - ]+ [Cl- ]+[H3 Y - ]+2.[H 2 Y 2- ]+3.[HY3- ]+4.[Y4- ]



(3.13)



Biến đổi phương trình trên ta thu được:

3



Q



2



1 h .K a1  22 h .K a1K a 2  33 h.K a1 K a 2 K a3 +44 .K a1 K a 2 K a3 K a 4

4



3



2



h  1 h .K a1  22 h .K a1 K a 2  33 h.K a1 K a 2 K a3 +44 .K a1 K a 2 K a3 K a 4



(3.14)



Từ đó, tính các đại lượng để đưa phương trình trên về dạng phương trình 4 ẩn

III.2.



KẾT



QUẢ



XÁC



ĐỊNH



HẰNG



SỐ



PHÂN



LI



CỦA



AXIT



ETILENDIAMINTETRAAXETIC (H4Y) THEO PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ HỖN HỢP

III.2.1. Kết quả chuẩn độ 05 dung dịch nghiên cứu

Bảng 3: Kết quả chuẩn độ điện thế 05 dung dịch hỗn hợp (H + và H4Y) bằng dung dịch KOH

(CKOH = 2,0770.10-2M; Vo = 25,00 mL, I = 0,1)



V

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

2,00

2,20

2,40

2,60

2,80

3,00

3,20

3,40

3,60

3,80

4,00



pH1

2,780

2,819

2,864

2,912

2,965

3,023

3,089

3,164

3,253

3,359

3,496

3,684

3,993

4,696

5,452

5,841

6,139

6,409

6,732

7,231

8,837



pH2

2,733

2,767

2,804

2,843

2,887

2,934

2,986

3,042

3,107

3,179

3,263

3,363

3,487

3,662

3,929

4,446

5,243

5,662

5,949

6,197

6,440



pH3

2,705

2,734

2,766

2,803

2,840

2,879

2,923

2,969

3,021

3,078

3,140

3,212

3,295

3,396

3,522

3,690

3,946

4,388

5,163

5,590

5,860

9



pH4

2,626

2,652

2,680

2,708

2,737

2,769

2,802

2,837

2,874

2,913

2,955

2,999

3,050

3,104

3,164

3,233

3,309

3,429

3,513

3,662

3,876



pH5

2,652

2,678

2,706

2,733

2,764

2,795

2,829

2,865

2,902

2,942

2,986

3,031

3,081

3,136

3,200

3,269

3,352

3,448

3,566

3,722

3,944



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Phương trình tổng quát [8]

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×