Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Hóa học phân tích: Nghiên cứu phương pháp xác định hằng số cân bằng của các acid-base trong dung dịch nước từ kết quả chuẩn độ điện thế

Mục đích nghiên cứu của Luận án nhằm xây dựng một quy trình chung, hợp lí và có tính khả thi để xác định hằng số cân bằng acid-base trong dung dịch nước ở 250C từ kết quả chuẩn độ điện thế với thuật toán tính nhanh, đơn giản và hiệu quả. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Hóa học phân tích: Nghiên cứu phương pháp xác định hằng số cân bằng của các acid-base trong dung dịch nước từ kết quả chuẩn độ điện thế BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI TRẦN THẾ NGÀ ĐỀ TÀI“NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ CÂN BẰNG CỦACÁC ACID-BASE TRONG DUNG DỊCH NƯỚC TỪ KẾT QUẢ CHUẨN ĐỘ ĐIỆN THẾ” Chuyên ngành: Hóa học Phân tích Mã số: 9.44.01.18 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC PHÂN TÍCH Hà Nội, năm 2020Công trình được hoàn thành tại Khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm Hà NộiNgười hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Đào Thị Phương DiệpPhản biện 1: GS.TS Trần Tứ Hiếu Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, Đại học Quốc gia Hà NộiPhản biện 2: PGS.TS. Vũ Đức Lợi Viện Hóa học – Viện Hàn Lâm KH&CN Việt NamPhản biện 3: PGS.TS. Trần Thị Hồng Vân Trường Đại học Sư phạm Hà NộiLuận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp tạiTrường Đại học Sư phạm Hà Nội vào hồi … giờ … ngày … tháng … năm … Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Thư viện Quốc Gia, Hà Nội hoặc Thư viện Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 1 MỞ ĐẦU Hằng số cân bằng (HSCB) của các acid trong dung dịch nước là một thông số có ý nghĩađặc biệt quan trọng đối với các quá trình phân tích, quá trình nghiên cứu và ứng dụng các chấttrong nhiều lĩnh vực của đời sống. Khi xác định được các HSCB này sẽ giải thích được tươngtác của chất tan với các dung môi hoặc lựa chọn được điều kiện tối ưu cho các quá trình phântích. Do đó, việc xác định các HSCB của các acid có ý nghĩa rất lớn đối với nghiên cứu khoahọc và ứng dụng các chất trong thực tiễn. Hiện nay, có nhiều phương pháp được sử dụng để xác định HSCB, trong đó chuẩn độđiện thế đang là một phương pháp được nhiều nhà khoa học lựa chọn do phương pháp này cóđộ chính xác cao, thực hiện đơn giản mà vẫn đạt độ tin cậy cần thiết cũng như tiết kiệm thờigian và chi phí cho quá trình nghiên cứu. Tuy nhiên, do việc tính toán chưa tối ưu do phải lậpcác chương trình tính lặp khá phức tạp cũng như chưa có công trình nào công bố về một quytrình xác định HSCB của các acid-base. Chính vì vậy, việc nghiên cứu và xây dựng một quytrình chung, hợp lí và có tính khả thi để xác định HSCB của các acid-base mới trong dungdịch nước có ý nghĩa hết sức to lớn đối với lĩnh vực hóa phân tích nói riêng và với ngành hóahọc nói chung. Do đó, tôi quyết định chọn đề tài: “Nghiên cứu phương pháp xác định hằng sốcân bằng của các acid-base trong dung dịch nước từ kết quả chuẩn độ điện thế”. Mục tiêu của đề tài là xây dựng một quy trình chung, có tính khả thi để xác định HSCBacid-base trong dung dịch nước từ kết quả chuẩn độ điện thế với thuật toán tính nhanh, đơn giảnvà hiệu quả. Từ đó ứng dụng để xác định HSCB của một số acid chưa có số liệu về HSCB. CÁC ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN (1) Đã xây dựng được phương trình tính tổng quát dạng hồi quy tuyến tính và thuật toánđơn giản để xác định HSCB cho các acid-base trong dung dịch nước từ kết quả chuẩn độđiện thế. Phương trình tổng quát đã phản ánh được phần acid nghiên cứu bị trung hòa, đâylà cơ sở để đánh giá sự hợp lí của các HSCB tính được. (2) Đã cải tiến, tối ưu hóa quy trình chuẩn độ điện thế với hai kĩ thuật chuẩn độ. Việcthêm acid mạnh vào hệ nghiên cứu theo kĩ thuật 2 giúp tính chính xác được HSCB củanhững acid có pKa < 3 và HSCB nấc 1 của những acid có sự chuyển vị nội phân tử nhưamino acid. Từ đó, đã xác định được phạm vi áp dụng hợp lí của từng kĩ thuật chuẩn độ. (3) Đã xây dựng được quy trình chung, hợp lí và có tính khả thi để xác định HSCB chocác acid-base trong dung dịch nước ở 250C bằng phương pháp chuẩn độ điện thế. (4) Đã ứng dụng quy trình xây dựng được để xác định thành công HSCB của 03 acidmới chưa có trong tài liệu tra cứu. Kết quả này góp phần cung cấp dữ liệu về HSCB để phụcvụ cho việc học tập, tra cứu và nghiên cứu ứng dụng các acid này. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN1.1. Hằng số cân bằng và hoạt độ1.2. Các phương pháp xác định hằng số cân bằng và tình hình nghiên cứu1.3. Phương pháp chuẩn độ điện thế1.4. Tính toán hằng số cân bằng từ dữ liệu thực nghiệm1.5. Sơ lược về một số dẫn xuất quinoline mới tổng hợp 2 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM2.1. DỤNG CỤ, HÓA CHẤT, THIẾT BỊ2.2. TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH CHUẨN ĐỘ ĐIỆN THẾ2.3. PHA CHẾ CÁC DUNG DỊCH Các dung dịch được pha chế để tiến hành hai kĩ thuật chuẩn độ điện thế như sau: (a) Kĩthuật 1: Chuẩn độ điện thế dung dịch chỉ chứa acid nghiên cứu. (b) Kĩ thuật 2: Chuẩn độ haidung dịch gồm một dung dịch chỉ chứa acid mạnh; một dung dịch chứa hỗn hợp acid mạnhvà acid nghiên cứu. Tất cả các dung dịch đều được thêm KCl để có cùng lực ion.2.4. CÁCH TIẾN HÀNH CHUẨN ĐỘ ĐIỆN THẾ Lấy chính xác V0 mL dung dịch nghiên cứu vào cốc; sục bão hòa khí N2 trên bề mặtdung dịch nghiên cứu rồi đậy kín cốc; đặt điện cực thủy tinh ngập phần màng trao đổi ionvào cốc; thêm chính xác từng thể tích KOH chuẩn vào hệ. Khuấy đều cho hệ cân bằng rồighi giá trị pH. Chuẩn độ đến pH ≈ 12 thì dừng. Mỗi phép chuẩn độ được lặp lại 3 lần. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN3.1. TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH CHUẨN ĐỘ ĐIỆN THẾ Sau khi nghiên cứu, khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chuẩn độ điện thế,chúng tôi đưa ra điều kiện tối ưu để thực hiện các thí nghiệm như sau: - Nhiệt độ duy trì ổn định: (25,0 ± 0,5)oC. - Duy trì khí quyển N2 trên bề mặt dung dịch nghiên cứu. - Môi trường ion duy trì bằng muối trơ KCl, dùng thuốc thử là KOH. - Lực ion cố định: 0,10; 0,20; 0,50; 1,00 (tùy vào nồng độ từng acid nghiên cứu). - Chuẩn hóa má ...