Giáo trình Hóa học phân tích: Phần 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Phần 2 của giáo trình "Hóa học phân tích" tiếp tục cung cấp cho học viên những kiến thức về: phân tích định lượng; giới thiệu hai phương pháp phân tích là phân tích hóa học và phân tích hóa lý; hướng dẫn làm thí nghiệm phân tích định tính và định lượng 1 số mẫu dung dịch;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Hóa học phân tích: Phần 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh PHẦN B: PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNGI. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HÓA HỌC Phương pháp phân tích hóa học cổ điển có hai phương pháp thông dụng là phân tíchthể tích và phân tích khối lượng. Phương pháp phân tích khối lượng có độ chính xác caonhưng thời gian cần dài và hàm lượng chất cần phân tích phải tương đối lớn nên bị nhiềuhạn chế. Phương pháp phân tích thể tích vừa đơn giản vừa nhanh, khoảng hàm lượng củaphương pháp tương đối rộng và nhiều trường hợp độ chính xác không kém phương phápphân tích khối lượng vì vậy được áp dụng nhiều trong nghiên cứu cũng như sản xuất. Chương 8 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH8.1. Đại cương về phân tích thể tích8.1.1. Nguyên tắc của phương pháp phân tích thể tích Phương pháp này xác định hàm lượng các chất theo thể tích dung dịch thuốc thử đãbiết nồng độ chính xác (gọi là dung dịch chuẩn) được thêm từ buret vào một thể tích xácđịnh dung dịch chất định phân sao cho phản ứng vừa đủ với nhau theo phản ứng: A+B→C+D Ví dụ: ta có một dung dịch axit HCl đã biết nồng độ gọi là dung dịch chuẩn, đượcdùng để xác định nồng độ của một dung dịch NaOH gọi là dung dịch chất cần xác địnhbằng phản ứng trung hòa giữa hai chất: HCl + NaOH → NaCl + H2O Quá trình đó được thực hiện như sau: dùng một ống hút chia độ (gọi là pipét) hútmột thể tích xác định dung dịch NaOH cho vào bình tam giác (hình nón); cho dung dịchchuẩn HCl vào một ống chuẩn độ nhỏ giọt (gọi là burét) sau đó nhỏ từ từ dung dịch chuẩnvào dung dịch chất cần xác định – quá trình này gọi là sự chuẩn độ hay sự định phân. Ở điểm tương đương, tức là thời điểm ta đã thêm một lượng dung dịch chuẩn tươngđương với lượng chất cần xác định theo phương trình phản ứng, ta dừng sự chuẩn độ. Đothể tích dung dịch chuẩn đã dùng để chuẩn độ và tính kết quả từ đó. Để nhận ra điểm tương đương và kết thúc sự chuẩn độ đúng lúc người ta thường sửdụng chất chỉ thị màu là chất có khả năng thay đổi màu đột ngột ở lân cận điểm tươngđương giúp ta dừng chuẩn độ đúng lúc và không cho thừa dung dịch chuẩn. Tóm lại, phân tích thể tích dựa trên sự đo chính xác thể tích dung dịch chuẩn ở điểmtương đương khi tác dụng với một thể tích xác định của dung dịch chất cần phân tích. Từcác đại lượng đã biết: nồng độ dung dịch chuẩn, thể tích dung dịch chuẩn và thể tích chấtcần xác định ta sẽ suy ra nồng độ chất cần xác định nhờ định luật đương lượng.8.1.2. Các yêu cầu đối với các phản ứng dùng trong phân tích thể tích Các phản ứng dùng trong phân tích thể tích thỏa mãn các yêu cầu sau: 1. Chất cần xác định phải tác dụng hoàn toàn với dung dịch chuẩn theo một phươngtrình phản ứng xác định, tức là theo một hệ số tỷ lượng nhất định (có như vậy mới tínhtoán được kết quả). 2. Phản ứng chuẩn độ phải diễn ra rất nhanh và chọn lọc. Trên thực tế một số phảnứng xảy ra chậm (phản ứng tạo kết tủa, đặc biệt trong dung dịch loãng, phản ứng oxi hóa– khử) người ta thường phải thay đổi một số yếu tố có lợi cho việc tăng tốc độ phản ứngnhư thêm rượu để làm tăng tốc độ xuất hiện kết tủa, thêm chất xúc tác hoặc thay đổi nhiệtđộ để làm tăng tốc độ các phản ứng oxi hóa – khử. 54 Phản ứng phải chọn lọc tức là thuốc thử chỉ tác dụng với chất cần phân tích chứkhông tác dụng với các chất khác có lẫn trong dung dịch phân tích. 3. Phải có chất chỉ thị thích hợp cho phép xác định tương đối chính xác điểm tươngđương. Do những yêu cầu chặt chẽ nói trên, nên tuy số lượng các phản ứng hóa học rấtnhiều, nhưng chỉ có một số hạn chế các phản ứng được dùng trong phân tích thể tích.8.1.3. Phân loại các phương pháp phân tích thể tích Có hai cách phân loại các phương pháp phân tích thể tích:8.1.3.1. Phân loại theo bản chất của phản ứng chuẩn độ Theo cách này ta chia làm 4 phương pháp:a. Phương pháp axit – bazơ (phương pháp trung hòa) Dựa vào các phản ứng trao đổi proton giữa các axit, bazơ. Phương pháp này đượcsử dụng để xác định các axit, các bazơ và các chất khác có liên quan đến cân bằng axit-bazơ trong dung dịch.b. Phương pháp oxy hóa - khử Sử dụng phản ứng oxy hóa - khử để xác định nhiều nguyên tố đặc biệt là các nguyêntố chuyển tiếp và cả một số chất hữu cơ. Phương pháp này còn chia ra thành các phươngpháp có tên đặt theo tên của dung dịch chuẩn, ví dụ: - Dung dịch chuẩn là KMnO4: Phương pháp pemanganat - Dung dịch chuẩn là K2Cr2O7: Phương pháp bicromat - Dung dịch chuẩn là hệ I2 - Na2S2O3: phương pháp iot – thiosunfat - Dung dịch chuẩn là KBrO3: Phương pháp bromatc. Phương pháp tạo phức Dựa vào các phản ứng tạo thành phức chất trong dung dịch để xác định hoặc iontrung tâm hoặc nồng độ dung dịch phối tử. Quan trọng nhất là dung dịch chuẩn EDTAhoặc ...