Giáo trình Hóa phân tích 2 (Trung cấp Dược) - Trường CĐ Phạm Ngọc Thạch Cần Thơ

TRƯỜNG CAO ĐẲNG PHẠM NGỌC THẠCH CẦN THƠ

GIÁO TRÌNH

HĨA PHÂN TÍCH 2

Dùng cho đào tạo: Trung cấp
Ngành: DƯỢC

LƯU HÀNH NỘI BỘ

BÀI 1
1


ĐẠI CƯƠNG VỀ HĨA HỌC PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG
MỤC TIÊU HỌC TẬP
1.Trình bày được nguyên tắc chung của các phương pháp hóa học phân tích
định lượng (HHPTĐL).
2.Phân loại được các phương pháp HHPTĐL và nêu nguyên tắc cơ bản của
từng phương pháp đó trong HHPTĐL.
NỘI DUNG CHÍNH
Nhiệm vụ chính của HHPTĐL là xác định chính xác hàm lượng của nguyên
tố hoặc nhóm ngun tố có trong đối tượng phân tích (mẫu thử)
Trong ngành Dược, HHPTĐL dùng để thử độ tinh khiết của các nguyên
liệu làm thuốc, kiểm nghiệm các chế phẩm bào chế và phục vụ công tác nghiên
cứu dược liệu, hóa dược,..
I. NGUYÊN TẮC CHUNG CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP HHPTĐL
Các phương pháp HHPTĐL đều dựa trên cơ sở của các phản ứng hóa học,
các định luật hóa học như định luật thành phần khơng đổi, định luật bảo tồn khối
lượng,…để xác định hàm lượng của nguyên tố hoặc nhóm nguyên tố có trong mẫu

thử.
Khi cần định lượng chất A, ta có thể cho tác dụng với thuốc thử B để tạo
thành sản phẩm C và D theo phương trình tổng quát:
A

+

B  C

+

D

- Nếu C hoặc D là chất kết tủa, có thể định lượng A thơng qua định lượng C
hoặc D( lấy riêng tủa C hoặc D đem cân, cân cứ vào thành phần không đổi của C
hoặc D để tính ra A).
Ví dụ: để xác định hàm lượng FeCl3 ta cho phản ứng với NaOH dư
FeCl3

+

NaOH  Fe(OH)3 +

3NaCl

Sau đó đem lọc lấy kết tủa, rửa, sấy và nung khô:
2Fe(OH)3 

Fe2O3 + H2O

Từ khối lượng Fe2O3 ta tính được hàm lượng FeCl3 có trong mẫu phân tích.
- Cũng có thể định lượng A thơng qua định lượng B vì phản ứng giữa A và
B có tỷ lệ trao đổi thành phần phân tử nhất định, dùng chỉ thị màu để biết phản
2


ứng kết thúc với A dùng hết bao nhiêu B, từ lượng chất B suy ra lượng chất A.Kỹ
thuật này được gọi là phương pháp phân tích thể tích.
Dựa vào nguyên tắc trên, người ta dùng các phương pháp khác nhau, tùy
theo phương tiện, mức độ chính xác và yêu cầu của từng phản ứng hóa học.
II. PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP HĨA HỌC PHÂN TÍCH
ĐỊNH LƯỢNG:
Có thể phân chia các phương pháp định lượng thành hai loại: các phương
pháp hóa học và các phương pháp vật lý, hóa lý.
2.1.Phương pháp hóa học:
Phương pháp hóa học có ưu điểm cơ bản là tương đối đơn giản và dễ làm
so với phương pháp vật lý và hóa lý, mức độ chính xác không cao hơn, tốn thời
gian.
Dựa trên mối liên quan giữa tính chất hóa học và thành phần hóa học của
chất cần phân tích.Phương pháp hóa học gồm có:
2.1.1.Phương pháp phân tích khối lượng (PTKL)
Phương pháp PTKL dựa vào sự đo khối lượng chất cần xác định dưới dang
hợp chất có thành phần khơng đổi bằng cân phân tích, từ đó tính được khối lượng
chất cần định lượng.
2.1.2.Phương pháp phân tích thể tích (PTTT)
Phương pháp PTTT dựa vào việc đo thể tích thuốc thử (có nồng độ chính
xác) đã dùng để tác dụng vừa đủ với DD cần xác định, từ đó tính ra lượng chất cần
định lượng.
Tùy theo phản ứng hóa học được dùng trong q trình tiến hành mà chia
thành nhiều phương pháp: phương pháp acid-bazơ, phương pháp kết tủa, phương

pháp oxy hóa khử…
2.2. Phương pháp vật lý và hóa lý:
2.2.1. Phương pháp vật lý:
Là những phương pháp phân tích dựa trên việc đo các tín hiệu vật lý của
các chất phân tích như phổ phát xạ, độ phóng xạ,…phương pháp này có độ nhạy
rất cao nhưng cũng có nhược điểm là khơng phải ngun tố nào cũng xác định
được.
3


2.2.2. Phương pháp hóa lý:
Là những phương pháp kết hợp việc thực hiện các phản ứng hóa học, sau
đó dùng máy để đo các tín hiệu vật lý của hệ phân tích như độ hấp thụ ánh sáng,
độ phát quang, độ dẫn điện, độ đục, độ nhớt,…
Các phương pháp vật lý và hóa lý có thể chia thành các nhóm sau:
-

Các phương pháp phân tích điện hóa.

-

Các phương pháp phân tích quang học.

-

Các phương pháp sắc ký.

-

Các phương pháp phóng xạ,…

Các phương pháp vật lý và hóa lý địi hỏi phải dùng những máy đo phức tạp, vì
vậy chúng có tên chung là các phương pháp phân tích dụng cụ.
CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
1. 1.Trình bày được nguyên tắc chung của các phương pháp hóa học phân tích
định lượng (HHPTĐL) ?
2. Phân loại được các phương pháp HHPTĐL và nêu nguyên tắc cơ bản của
từng phương pháp đó ?

BÀI 2
PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG
MỤC TIÊU HỌC TẬP
1. Trình bày được nguyên tắc chung của phương pháp phân tích khối
lượng?

4


2. Trình bày được các phương pháp phân tích khối lượng và cách tính kết
quả cho từng phương pháp?
3. Mơ tả các thao tác cơ bản trong phân tích khối lượng?
NỘI DUNG CHÍNH
I. NGUN TẮC CHUNG
Phương pháp phân tích khối lượng(còn gọi là phương pháp cân) là phương
pháp dựa trên cơ sở chất cần xác định được tách ra khỏi những chất khác có trong
mẫu phân tích dưới dạng tinh khiết.
Qúa trình tách có thể được thực hiện theo nhiều cách khác nhau( hóa học
hay vật lý), người ta cân sản phẩm tạo thành và từ đó xác định hàm lượng của chất
cần xác định.
II. PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP PTKL:

2.1. Phương pháp kết tủa:
Dùng phản ứng tạo tủa để tách các chất cần xác định ra khỏi dung dịch
phân tích, tủa được lọc, rửa, sấy và nung đến khối lượng không đổi. Từ khối lượng
mẫu ban đầu và khối lượng tủa cân được, ta tính ra hàm lượng chất cần xác định
theo công thức:
P

F .b
.100
a

P là hàm lượng %
F là hệ số chuyển (thừa số chuyển)
b là khối lượng tủa sau khi nung (g)
a là khối lượng mẫu ban đầu (g).
Hệ số chuyển F là tỉ số giữa khối lượng mol phân tử của chất cần xác định
(hoặc khối lượng
M chấtmol
cầnnguyên
xác địnhtử) với khối lượng mol phân tử của tủa (sau khi
nung).

M tủa (sau khi nung)

F=

5


Ví dụ: Định lượng natri sulfat trong natri sulfat khan như sau: cân chính xác

a gam natri sulfat khan, hịa tan hoàn toàn trong nước, lấy toàn bộ dd thu được này
tác dụng với một lượng TT dư là dd bari clorid, thu tủa bari sulfat, lọc, rửa, sấy,
nung đến khối lượng không đổi, cân được b gam . Vậy hàm lượng Na2SO4 trong
Na2SO4 khan là?

PNa2 SO4 

F .b
.100
a

M Na2 SO4
PNa2 SO4 

M BaSO4
a

.b
.100

2.2. Phương pháp bay hơi:
Phương pháp bay hơi dùng để xác định chất dễ bay hơi bằng cách lấy mẫu
phân tích, xử lý bằng nhiệt độ hay thuốc thử thích hợp để cho chất cần phân tích
bay hơi rồi xác định hàm lượng của nó dựa vào độ tăng khối lượng của bình đựng
chất hấp phụ hay độ giảm khối lượng của bình sau khi chưng cất.
Phương pháp bay hơi có hai loại:
2.2.1. Phương pháp bay hơi bằng nhiệt (Phương pháp bay hơi gián tiếp)
Dùng nhiệt độ thích hợp để làm bay hơi hồn tồn chất cần xác định. Từ
khối lượng của mẫu trước và sau khi sấy, ta tính được chất đã bay hơi (hoặc tính tỷ
lệ %). Phương pháp này còn gọi là phương pháp “giảm khối lượng do sấy khô”.

Công thức:
C

a b
.100
a

C là hàm lượng % chất bay hơi.
a là khối lượng mẫu trước khi sấy (g)
b là khối lượng mẫu sau khi sấy (g)
Phương pháp này được sử dụng để xác định độ ẩm của dược liệu, hóa chất
và nước kết tinh.
6


II.1.2.Phương pháp bay hơi do thuốc thử (Phương pháp bay hơi trực tiếp)
Dùng thuốc thử dư để làm bay hơi chất cần phân tích. Tồn bộ lượng chất
bay hơi được giữ lại ở bình hấp thụ, dựa vào sự tăng khối lượng bình hấp thụ, tính
hàm lượng phần trăm của chất bay hơi trong mẫu thử .
Công thức:
C

m2  m1
.100
a

C là hàm lượng % chất bay hơi.
m1 là khối lượng của bình trước khi hấp thụ (g)
m2 là khối lượng của bình sau khi hấp thụ (g)
Ví dụ: Để xác định hàm lượng CO2 trong muối carbonat, ta cho muối đó

phản ứng với acid để giải phóng ra khí CO2.Khí CO2 được dẫn qua một bình đựng
Ca(OH)2 đã biết trước khối lượng.
CO2

+

Ca(OH)2



CaCO3 +

H2 O

III. CÁC THAO TÁC CHUNG TRONG PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG
Q trình phân tích một chất theo phương pháp PTKL phải thực hiện các
thao tác cơ bản sau:
3.1. Chọn và cân mẫu:
Kết quả của phương pháp PTKL phụ thuộc nhiều vào việc chọn và cân
mẫu.Mẫu phân tích được cân chính xác bằng cân phân tích. Lượng cân phải tính
tốn sao cho khơng q bé vì sẽ mắc sai số khi cân, mặc khác cũng khơng q lớn
vì sẽ thu được nhiều kết tủa làm mắc thời gian khi lọc, rửa,…
3.2. Hòa tan mẫu:
Với mẫu rắn, thường dùng dung mơi là nước để hịa tan mẫu. Chú ý dùng
tia nước cất để tráng kỹ chén cân, khuấy kĩ đến khi chất rắn tan hết.Trường hợp
chất rắn không tan hết trong nước thì dùng dung dịch kiềm hay acid để hòa tan.
3.3. Kết tủa
Dùng thuốc thử để kết tủa nguyên tố cần xác định, lượng thuốc thử phải dư
để kết tủa được hoàn toàn.Phải tạo điều kiện cho kết tủa thành tinh thể lớn để tủa

7


dễ lọc, dễ rửa( bằng cách đun nóng, cho thuốc thử chậm, hoặc để yên tủa một thời
gian).
3.4. Lọc và rửa tủa:
Lọc:
Dùng phễu thủy tinh hay phễu sứ xốp để lọc. Giấy lọc phải chọn loại thích
hợp( giấy khơng tro, băng xanh hay băng trắng, kích thước phù hợp với tủa…).
Rửa tủa:
Nên kết hợp rửa tủa trong quá trình lọc.Khi lọc phải gạn lớp dd trong, sau
dùng nước cất rửa tủa nhiều lần, chuyển tủa lên giấy lọc. Tiến hành rửa tủa đến khi
nước rửa không phản ứng với các ion tạp chất trong tủa.
3.5. Sấy và nung tủa:
Tủa được sấy từ từ cho khô, chuyển tủa vào chén nung ( đã biết khối lượng). Nung
tủa ở nhiệt độ thích hợp đến khối lượng khơng đổi.
3.6. Cân và tính kết quả:
Chú ý: Trước khi cân, cần đưa vật cân vào bình hút ẩm khoảng 20 phút để
đưa về nhiệt độ phòng.
Các phép cân bao giờ cũng được tiến hành nhiều lần và lấy giá trị trung
bình( loại bỏ kết quả bất thường), các kết quả cân khơng được làm trịn vì sai số
của cân phân tích rất nhỏ. Tùy theo cách lựa chọn để tiến hành một phép định
lượng cụ thể mà sử dụng một trong các cơng thức tính kết quả trên.
CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
1. Trình bày nguyên tắc chung, cách phân loại, nguyên tắc và cách tính kết
quả trong phương pháp PTKH?
2. Trình bày trình tự và nội dung các thao tác chung trong q trình phân
tích một chất theo phương pháp PTKL?
3. Hịa tan hồn tồn 1,7302 gam Na2SO4 khan trong nước, acid hóa bằng
HCl, cho từ từ dd BaCl2 5% đến dư.Đun cách thủy cho phản ứng xảy ra hồn tồn,

lọc, rửa tủa, sấy khơ, nung đến khối lượng không đổi, cân lượng chất rắn thu được
2,8362 gam. Tính hàm lượng Na2SO4 trong Na2SO4 khan?
4. Cân chính xác 1,5738 gam NaCl, sấy đến khối lượng khơng đổi, cân lại
được 1,4779 gam.Tính độ ẩm của NaCl?
8


9


BÀI 3

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH
MỤC TIÊU HỌC TÂP
1. Trình bày được nội dung, điểm tương đương, điểm kết thúc, phân loại
và yêu cầu đối với phản ứng dùng trong phân tích thể tích.
2. Trình bày qui tắc chung và cách tính các kết quả định lượng theo nồng
độ đương lượng
NỘI DUNG CHÍNH
I. NGUN TẮC CHUNG:
Phân tích thể tích là một phương pháp định lượng hóa học dựa vào thể tích
dung dịch chuẩn (đã biết chính xác nồng độ) dùng để phản ứng vừa đủ với một thể
tích chính xác dung dịch thử (chưa biết nồng độ). Từ thể tích, nồng độ của dung
dịch chuẩn và thể tích dung dịch thử tính được nồng độ dung dịch thử cần định
lượng.
Phản ứng giữa A và B xảy ra hoàn toàn:
A+B→C+D
Sự thêm từ từ dung dịch chuẩn A trên buret vào dung dịch thử B dưới bình
nón (có thể tích xác định) gọi là sự chuẩn độ. Thời điểm dung dịch chuẩn A cho
vào đủ để phản ứng vừa hết toàn bộ dung dịch thử B gọi là điểm tương đương. Để

xác định điểm tương đương trong chuẩn độ thể tích người ta sử dụng một trong
các chất tham gia phản ứng hoặc thêm vào chất phụ có thể gây ra các hiện tương
quan sát được (ví dụ: đổi màu dung dịch, xuất hiện kết tủa, thay đổi màu tủa…)
xảy ra ở lân cận điểm tương đương gọi là chất chỉ thị.
So với phương pháp phân tích khối lượng thì phương pháp phân tích thể tích có độ
chính xác khơng cao, nhưng vẫn đạt được mức yêu cầu cần thiết. Mặc khác,
phương pháp này thực hiên đơn giản và nhanh hơn nên vẫn được sử dụng hiện
nay.
II. CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI MỘT PHẢN ỨNG DÙNG TRONG
PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH:
Phản ứng
phải
xảy
ra
nhanh
và
hồn
tồn.
- Phản ứng phải có tính chọn lọc cao, nghĩa là chỉ xảy ra giữa dung dịch thử
10


và

dung

dịch

chuẩn,

khơng

xuất

hiện

phản

ứng

phụ

khác.

- Phải có chất chỉ thị thích hợp để xác định chính xác điểm tương đương
(phản ứng định lượng)
3. PHÂN LOẠI PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH:
Dựa vào bản chất của phản ứng dùng trong phân tích thể tích có thể phân
loại các phương pháp phân tích như sau:
a) Phương pháp acid - base:
dựa vào phản ứng giữa acid– bazơ để định lượng trực tiếp hay gián tiếp acid.
b) Phương pháp oxi hoá khử: dựa vào các phản ứng oxi hoá-khử để định
lượng trực tiếp các nguyên tố chuyển tiếp và một số chất hữu cơ, ngồi ra có
thể định lượng gián tiếp một số anion vô cơ.
c) Phương pháp kết tủa: dựa vào các phản ứng tạo thành kết tủa (hay hợp
chất ít tan).
d) Phương pháp tạo phức: dựa vào các phản ứng tạo phức giữa chất cần
phân tích và thuốc thử. Nó dùng để định lượng trực tiếp đa số các cation kim loại
và định lượng gián tiếp một số anion. Thuốc thử được dùng nhiều nhất là các
complexon III.

4. CÁC CÁCH CHUẨN ĐỘ
Tùy theo trình tự tiến hành chuẩn độ, người ta chia thành các cách chuẩn
độ sau:
a) Cách chuẩn độ trực tiếp: Thêm từ từ dung dịch chuẩn vào dung dịch
chất đinh phân, thuốc thử sẽ tác dụng trực tiếp với chất định phân. Dựa vào
thể tích và nồng độ dung dịch chuẩn tính được lượng chất định phân
b) Cách chuẩn độ ngược: Thêm một thể tích chính xác và dư dung dịch
chuẩn vào dung dịch chất định phân. Sau đó chuẩn độlượng dư thuốc thử bằng
một dung dịch thuốc thử khác thích hợp. Dựa vào thể tích và nồng độ của các
dung dịch thuốc thử tính ra lượng chất định phân.
c) Cách chuẩn độ thay thế: Cho chất định phân X tác dụng với một chất
khác MY để tạo thành hợp chất MX và giải phóng ra Y. Sau đó chuẩn độ Y bằng
dung dịch thuốc thử thích hợp và dựa vào thể tích, nồng độ thuốc thử tính ra lượng
chất X.
11


d) Cách chuẩn độ gián tiếp: Cách chuẩn độ này dùng để định lượng chất X
không thể chuẩn độ trực tiếp bằng một thuốc thửnào đó. Chuyển X vào một hợp
chất chứa ít nhất một ngun tố có thể xác định trực tiếp bằng một loại thuốc
thử và chất chỉthị thích hợp.
5. ĐIỂM TƯƠNG ĐƯƠNG VÀ ĐIỂM KẾT THÚC:
5.1 Điểm tương đương:
Điểm tương đương là thời điểm mà lượng dung dịch chuẩn đã phản ứng
tương đương hóa học với lượng chất thử cần xác định, nói cách khác điểm tương
đương là thời điểm mà số đương lượng gam dung dịch chuẩn đã phản ứng bằng số
đương lượng gam của chất cần xác định. Điểm tương đương còn được gọi là điểm
kết thúc của sự chuẩn độ lý thuyết hay điểm kết thúc của sự định phân lý thuyết.
Ví dụ: Khi chuẩn độ dung dịch HCl bằng dung dịch NaOH:
HCl + NaOH → NaCl + H2O

Khi số đương lượng gam HCl bằn số đương lượng gam NaOH thì trong
dung dịch chỉ có NaCl và H2O, pH của dung dịch là 7. Do đó, điểm tương đương
ứng với pH = 7
5.2 Các xác định điểm tương đương
Có nhiều cách xác định điểm tương đương ứng với mỗi phương pháp định
lượng. Nhưng thường được sử dụng là dùng chất chỉ thị màu. Chỉ thị màu là chất
có khả năng biến đổi màu hoặc gây ra một dấu hiệu nào đó ở gần điểm tương
đương, nhờ vậy có thể xác định điểm tương đương.
Ví dụ: Định lượng dung dịch CH3COOH bằng dung dịch NaOH có thể
chọn chỉ thị phenoltalein:
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
Trước điểm tương đương trong dung dịch còn acid, nên phenoltalein không
màu. Sau điểm tương đương dung dịch dư kiềm, phenoltalein có màu hồng. Do đó
ở thời điểm tương đương dung dịch từ không màu chuyển sang màu hồng (tại thời
điểm này ta kết thúc sự chuẩn độ).
5.3 Điểm kết thúc:
Điểm kết thúc là thời điểm mà ở đó chất chỉ thị có những biến đổi giúp ta
kết thúc sự chuẩn đô. Trong trương hợp lý tưởng điểm kết thúc chuẩn độ trùng với
12


điểm tương đương, trong thực tế điểm kết thúc chuẩn độ thường sai lệch với điểm
tương đương
Ví dụ: Trong trường hợp chuẩn độ dung dịch HCl bằng dung dịch chuẩn
độ NaOH thì dùng chỉ thị phenolphthalein, điểm tương đương ứng vơi pH = 7,
nhưng chỉ thị phenoltalein lại chuyển màu ở pH = 9, nên thường kết thúc chuẩn độ
sau điểm tương đương.
Sự sai lệch giữa điểm tương đương và kết thúc gây ra sai số của phép định
lượng, nên cần chọn chỉ thị sao cho sai số nhỏ nhất (trong phạm vi cho phép).
6. CÁC DUNG DỊCH DÙNG TRONG PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

Trong phương pháp phân tích thể tích thường dùng các loại nồng độ sau:
6.1. Nồng độ phần trăm (kí hiệu là C%):
6.1.1. Nồng độ phần trăm theo khối lượng: là số gam chất tan trong 100g
dung dịch
C

mct
 100 (1)
mdd

Với C: nồng độ % của dung dịch
mct: khối lượng chất tan
mdd: khối lượng dung dịch
Vì mdd = d×Vdd
d: khối lượng riêng của dung dịch (g/ml)
Vdd: thể tích dung dịch
Cơng thức (1) có dạng:
C

mct
 100
d  Vdd

Ví dụ: dung dịch NaOH 20% nghĩa là trong 100 g dung dịch chứa 20 gam NaOH
nguyên chất.
6.1.2 Nồng độ phần trăm theo khối lượng – thể tích: là số gam chất tan
trong 100ml dung dịch
C

mct

 100
Vdd

13


Ví dụ: 100 ml dung dịch H2C2O4 10% nghĩa là trong 100 ml có chứa 10 g H2C2O4
nguyên chất
6.1.3 Bài tập:
Tính thể tích dung dịch HCl 37% (d = 1.19) cần lấy để pha 100g dung dịch HCl
10%
Bài giải
Khối lượng HCl nguyên chất có trong 100 g dung dịch HCl 10%:
C

mct
C  mdd
100
 100 => m 
 mct  10 
 10 g
mdd
100
100

Thể tích dung dịch HCl 37% (d=1.19) cần lấy để pha:
C

mct
m ct

10
 100 => Vdd 
 100  Vdd 
 100  22.71ml
d  Vdd
d C
1.19  37

6.2. Nồng độ đương lượng:
6.2.1. Mol đương lượng (đương lượng gam-E): Đương lượng gam của một
chất là số gam của chất đó phản ứng vừa đủ với một đương lượng gam hydro hay
với một đương lượng gam của một chất bất kỳ nào khác ký hiệu là E.
6.2.2. Cơng thức tính:
E

M
n

Với E: đương lượng gam của chất cần xác định (g)
M: khối lượng mol phân tử của chất cần xác định (g)
n: có giá trị tùy theo từng loại hợp chất:
+ Đối với base thì n có giá trị bằng số nhóm OH tham gia phản ứng của một
phân tử base
+ Đối với acid thì n có giá trị bằng số nhóm hydroacid tham gia phản ứng của
một phân tử acid
+ Đối với muối thì n có giá trị bằng tổng hóa trị của các nguyên tử kim loại
tham gia phản ứng của một phân tử muối
+ Đối với chất oxy hóa và chất khử thì n có giá trị bằng số electron thu hay
mất của một phân tử chất oxy hóa hay một phân tử chất khử khi tham gia phản
ứng

14


6.2.3 Ví dụ:
Ví dụ 1:
2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O
E NaOH 

M 40

 40 g
n
1

E H 2 SO4 

M 98

 49 g
n
2

Ví dụ 2:
Bi(OH)3 + 2HCl → Bi(OH)Cl2 + 2H2O
E Bi (OH )3 
E HCl 

M 260

 130 g

n
2

M 36.5

 36.5 g
n
1

Ví dụ 3:
Na2CO3 + HCl → NaHCO3 + NaCl
E Na2CO3 

M 106

 106 g
n
1

Na2CO3 + 2HCl → CO2 + NaCl + H2O
E Na2CO3 

M 106

 106 g
n
2

Ví dụ 4:
2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 5O2 + 8H2O

Mn7+ + 5e → Mn2+
2O- -2e → O2
E KMnO4 
E H 2O2 

M 158

 31.6 g
n
5

M 34

 17 g
n
2

6.2.3 Nồng độ đương lương:
Nồng độ đương lượng (nồng độ CN): số mol đương lượng chất tan có trong 1 lít
dung dịch hay số đương lượng gam chất tan có trong 1 lít dung dịch.
Cơng thức tính:

15


C

mct
 1000
E  Vdd

Với CN: nồng độ đương lượng của dung dịch (N)
mct: khối lượng chất tan của dung dịch (g)
E: đương lượng gam chất tan (g)
Vdd: thể tích dung dịch (ml)
Ví dụ: Tính lượng NaOH nguyên chất cần lấy để pha 200 ml dung dịch NaOH
0.05N?
Bài giải
Lượng NaOH nguyên chất cần lấy là:
C

mct
C  E  Vdd 0.05  40  200
 1000  mct  N

 0.4 g
E  Vdd
1000
1000

6.2.4 Tác dụng giữa các dung dịch đương lượng
Theo định luật tác dụng đương lượng có thể rút ra kết luận: trong các phản
ứng hóa học cứ bao nhiêu đương lượng gam của chất này thì phản ứng vừa đủ với
bấy nhiêu đương lượng gam của chất kia hay hai chất có số đương lượng gam
bằng nhau thì tác dụng vừa đủ với nhau.
Từ kết luận trên suy ra:
-

Khi 2 dung dịch có nồng độ đương lượng bằng nhau thì chúng tác dụng với

nhau theo những thể tích bằng nhau.
-

Khi 2 dung dịch có nồng độ đương lượng khác nhau mà tác dụng vừa đủ với

nhau thì thể tích của chúng tỷ lệ nghịch với nồng độ.
Giả sử dung dịch A có nồng độ là N1 và thể tích là V1. Dung dịch B có nồng độ là
N2 và thể tích là V2. Nếu dung dịch A tác dụng vừa đủ với dung dịch B thì:
N 1 V2

 N1  V1  N 2  V2
N 2 V1

Ví dụ: Định lượng 20ml dung dịch H2SO4 bằng dd NaOH 0.1N hết 20.1 ml. Tính
nồng độ của dung dịch H2SO4?
Nồng độ của dung dịch H2SO4 là:
N1  V1  N 2  V2  N1 

N 2  V2 0.1  20

 0.1005N
V1
20.1
16


6.3 Độ chuẩn:
6.3.1 Độ chuẩn (T): số gam (hay mg hoặc microgam) chất tan có trong 1ml
dung dịch.
Ví dụ: Độ chuẩn của H2SO4 = 0.0098g/ml nghĩa là trong 1 ml dung dịch H2SO4

chứa 0.0098 g H2SO4 nguyên chất
6.3.2 Công thức tính:
T

mct
Vdd

Với T: độ chuẩn của dung dịch (g/ml)
mct: khối lượng chất tan (g)
Vdd: thể tích của dung dịch (ml)
6.3.3 Độ chuẩn theo chất cần xác định:
- Độ chuẩn của dung dịch A theo chất cần xác định B là số gam chất B tác dụng
vừa đủ với 1 ml dung dịch chất A (ký hiệu là TA/B).
Ví dụ: THCl / Na CO  0.0053g / ml nghĩa là 1 ml dung dịch HCl tác dụng vừa đủ với
2

3

0.0053 g Na2CO3 nguyên chất (hay 1 ml HCl tương đương 0.0053 g Na2CO3)
- Cơng thức tính:
TA / B 

N A  EB
1000

Với TA/B: độ chuẩn của dung dịch A đối với chất cần xác định B
NA: nồng độ đương lương của dung dịch A
EB: đương lượng gam của chất cần xác định B
Ví dụ: Tính độ chuẩn của dung dịch HCl đối với NaOH, biết rằng khi định lượng
dung dịch NaOH dùng dung dịch chuẩn độ là HCl 0.1N?

Áp dụng công thức:
TA / B 

N A  E B 0.1  40

 0.004 g / ml
1000
1000

7. TÍNH KẾT QUẢ TRONG PHÂN TÍCH THỂ TÍCH
7.1 Tính kết quả trong phương pháp định lượng trực tiếp hoặc phương
pháp thế

17


Bài tốn: Hút chính xác V ml chế phẩm A (hoặc cân chính xác a gam chế phẩm A)
pha thành Vđ.m ml dung dịch trong bình định mức. Lấy V1 ml dung dịch này đem
chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn độ B có nồng độ N2 hết V2 ml. Xác định nồng độ
% của chế phẩm (hoặc hàm lượng % của chế phẩm)
Cách tính như sau:
- Cách 1. Tính theo nồng độ đương lượng
+ Tính nồng độ của dung dịch A trong bình định mức:
N1  V1  N 2  V2  N1 

N 2  V2
V1

+ Tính khối lượng chất tan A có trong 1 lít dung dịch (đã pha trong bình định
mức) kí hiệu là P(g/l)

P(g/l) = N1 × EA
+ Tính khối lượng chất tan A có trong V ml chế phẩm (hoặc trong Vđm dung dịch):
mct 

P g / l 
1000

 Vđm

+ Tính nồng độ % (hoặc hàm lượng %) của chế phẩm:
C

mct
 100
Vdd

Hoặc C 

mct
 100
a

- Cách 2: Tính theo độ chuẩn
+ Tính độ chuẩn:
TA / B 

N A  EB
(g/ml)
1000

+ Tính lượng chất tan A có trong V1 ml dung dịch:
m1 = V2 × TA/B
+ Tính lượng chất tan có trong Vđm ml dung dịch (hay có trong V ml mẫu):
m

m1
 Vđm
V1

+ Tính nồng độ % (hoặc hàm lượng %) của chế phẩm:

18


C

mct
 100
Vdd

Hoặc C 

mct
 100
a

7.2 Tính kết quả trong phương pháp thừa trừ:
Bài tốn: Hút chính xác V ml chế phẩm A (hoặc cân chính xác a gam chế phẩm A)
pha thành Vđ.m ml dung dịch trong bình định mức. Lấy V1 ml dung dịch này rồi
cho tác dụng với V2 ml dung dịch B có nồng độ N2 (lượng B dư so với A). Để

chuẩn độ lượng B dư phải dùng hết V3 ml dung dịch C có nồng độ N3. Xác định
nồng độ % của chế phẩm A (hoặc hàm lượng % của chế phẩm)
Cách tính như sau:
- Áp dụng cơng thức:
N1 × C1 + N3 × V3 = N2 × V2 => N1 

N 2  V2  N 3  V3
V1

- Sau đó tính kết quả như trường hợp định lượng trực tiếp.
CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
1. Cân chính xác 0.5g NaOH pha vào bình định mức 100ml. Hút chính xác
10 ml dung dịch vừa pha đem chuẩn độ bằng dung dịch H2C2O4 0.1N hết 11 ml
-

Tính hàm lượng của NaOH?

-

Nếu lấy 10g hóa chất này pha vừa đủ thành 2 lít dung dịch, nồng độ đương lượng
của dung dịch thu được là bao nhiêu? (Khối lượng phân tử NaOH = 40 đvC)
2. Để xác định nồng độ dung dịch NaOH người ta hòa tan 1.26 g H2C2O4
vào nước và thêm đủ 500 ml dung dịch. Chuẩn độ 25 ml dung dịch H2C2O4 hết
12.58 ml dung dịch NaOH. Tính nồng độ đương lượng của dung dịch NaOH?
3. Cân chính xác 18,8392 g Na2B4O7.10H2O (M=190,71) hịa tan thành 1
lít dung dịch. Sau đó dùng dung dịch này để định lượng dung dịch HCl thì thu
được kết quả: 24,9 ml dung dịch Natri borat tương ứng 25,2 ml dung dịch HCl.
Hãy tính hệ số hiệu chỉnh K của dung dịch Natri borat và nồng độ đương lượng
của dung dịch HCl.
4. Chuẩn độ 25,00 ml dung dịch FeSO4 trong môi trường acid hết 18,75 ml

dung dịch KMnO4 0,0606N. Tính nồng độ g/l của dung dịch FeSO4
19


5. Hòa tan 2.650g Na2CO3 gốc cho đủ 500 ml dung dịch. Lấy 20 ml dung
dịch Na2CO3 vừa pha đem chuẩn độ bằng dung dịch HCl hết 25,5 ml (với chỉ thị
da cam methyl). Tính nồng độ N của dung dịch HCl trên.

BÀI 4

PHA DUNG DỊCH CHUẨN ĐỘ
MỤC TIÊU HỌC TẬP
1. Trình bày được ba cách pha dung dịch chuẩn độ
2. Xác định được hệ số hiệu chỉnh K và phương pháp điều chỉnh nồng độ
dung dịch chuẩn độ
NỘI DUNG CHÍNH
Dung dịch chuẩn độ là những dung dịch đã biết nồng độ chính xác dùng để
xác định nồng độ các dung dịch khác.
Pha dung dịch chuẩn độ có 3 cách:
I. PHA TỪ ỐNG CHUẨN:
Ống chuẩn là những ống thủy tinh có chứa một lượng chính xác hóa chất
tinh khiết được hàn kín. Trên ống có nhãn in tên, cơng thức hóa chất và nơng độ
dung dịch chuẩn độ pha được.Khi pha dùng dụng cụ đục ống, chuyển hết lượng
hóa chất trong ống vào bình định mức có dung tích 1000ml, rồi dùng dung môi
pha chế theo đúng kỹ thuật ghi trên nhãn ống, ta sẽ được dung dịch chuẩn độ có
nồng độ chính xác theo quy định.
2. PHA TỪ HĨA CHẤT TINH KHIẾT:
Các hóa chất tinh khiết phải đáp ứng yêu cầu được quy định tại mục “Các dung
dịch thuốc thử” trong DĐVN IV.
Để pha dung dịch chuẩn độ từ hóa chất tinh khiết phải tiến hành các bước sau:

20


2.1 Tính lượng hóa chất cần lấy để pha:
Áp dụng theo các công thức được:
CN 

mct
C  E  Vdd
 1000  mct  N
E  Vdd
1000

Với mct: khối lượng chất tan cần lấy (g)
CN: nồng độ dung dịch cần pha (N)
Vdd: thể tích dung dịch cần pha (ml)
E: đương lượng gam chất tan.
2.2 Cân hóa chất:
Cân chính xác lượng hóa chất cần lấy đã tính tốn ở cơng thức trên
2.3 Pha dung dịch:
Chuyển tồn bộ lượng hóa chất sang bình định mức có dung tích bằng thể
tích muốn pha, thêm khoảng 1/3 lượng nước yêu cầu pha để hòa tan hóa chất hồn
tồn.
Thêm nước vừa đủ đến vạch, lắc đều sẽ thu được dung dịch chuẩn độ có nồng
độ cần pha.
3. PHA GẦN ĐÚNG RỒI ĐIỀU CHỈNH NỒNG ĐỘ:
Để pha dung dịch chuẩn độ từ hóa chất khơng tinh khiết (hoặc điều chỉnh
lại nồng độ dung dịch có thay đổi trong quá trình bảo quản) cần tiến hành các
bước sau:
3.1 Tính lượng hóa chất cần lấy để pha:

Áp dụng cơng thức và cách tính như mục 2.1 nhưng do hóa chất khơng tinh
khiết nên khi pha phải cân lượng hóa chất lớn hơn lượng tính tốn.
3.2 Cân hóa chất:
Cân chính xác một lượng hóa chất lớn hơn lượng hóa chất đã tính.
3.3 Pha dung dịch:
Chuyển tồn bộ lượng hóa chất sang bình định mức có dung tích bằng thể
tích muốn pha, thêm khoảng 1/3 lượng nước yêu cầu pha để hịa tan hóa chất hồn
tồn. Thêm nước vừa đủ đến vạch, lắc đều sẽ thu được dung dịch chuẩn độ có
nồng độ xấp xỉ bằng nồng độ dung dịch muốn pha.
3.4 Xác định hệ số hiệu chỉnh của dung dịch
21


Muốn điều chỉnh nồng độ dung dịch vừa pha (hoặc điều chỉnh lại nồng độ
của dung dịch chuẩn độ có thay đổi trong quá trình bảo quản) phải xác định được
hệ số hiệu chỉnh của dung dịch (được ký hiệu là K)
3.3.1 Hệ số hiệu chỉnh là tỷ số giữa nồng độ thực của dung dịch chuẩn độ
với nồng độ lý thuyết của nó, nghĩa là hệ số hiệu chỉnh cho biết nồng độ thực lớn
hơn hay nhỏ hơn nồng độ lý thuyết bao nhiêu lần. Ta có cơng thức sau:
K

N TT
N LT

Với NTT: nồng độ thực tế đã pha
NLT: nồng độ lý thuyết
Theo DĐVN, hệ số hiệu chỉnh của dung dịch chuẩn độ nằm trong khoảng 0.900 ≤
K ≤ 1.100
3.3.2 Xác định K của dung dịch thường sử dụng một trong hai cách sau:
- Cách 1: Áp dụng đối với trường hợp dùng dung dịch chuẩn độ để xác định độ

chuẩn của dung dịch pha, K được tính theo cơng thức:
K

V0
K 0
V

Với Vo: thể tích dung dịch chuẩn độ (ml)
V: thể tích của dung dịch pha (ml)
Ko: hệ số hiệu chỉnh của dung dịch chuẩn độ
- Cách 2: Áp dụng đối với trường hợp dùng hóa chất tính khiết để xác định độ
chuẩn dung dịch pha, K được tính theo cơng thức:
K

a
V T

Với a: khối lượng hóa chất tinh khiết (g)
V: thể tích dung dịch pha (ml)
T là độ chuẩn lý thuyết của dung dịch hóa chất tinh khiết (g/ml)
K được xác định đến ba chữ số thập phân, chữ số thứ tư phải làm tròn
Để xác định phải tiến hành ít nhất 2 mẫu chuẩn độ, các mẫu khác nhau không quá
0.05ml
3.4. Điều chỉnh nồng độ dung dịch:
22


Căn cứ vào chỉ số K tính được để tiến hành điều chỉnh nồng độ dung dịch pha:
3.4.1 Nếu K=1.000, nghĩa là NTT = NLT => không phải điều chỉnh.
3.4.2 Nếu K>1.000; nghĩa là NTT > NLT; dung dịch pha có nồng độ lớp hơn

dung dịch cần pha, trường hợp này phải điều chỉnh bằng cách thêm nước.
Thể tích nước cần thêm tính theo cơng thức:
VH 2O  (K – 1,000).Vđc

Với VH O là thể tích nước cần thêm (ml)
2

K là hệ số hiệu chỉnh của dung dịch pha
Vđc là thể tích dung dịch pha cần điều chỉnh (ml)
3.4.3 Nếu K<1.000; nghĩa là NTT < NLT; dung dịch pha có nồng độ lớp hơn
dung dịch cần pha, trường hợp này phải điều chỉnh bằng cách thêm hóa chất.
Lượng hóa chất cần thêm tính theo cơng thức:
m

(1,000  K )  a
 Vđc
1000

Với m: khối lượng hóa chất cần thêm (g)
K: hệ số hiệu của dung dịch pha
P: khối lượng hóa chất có trong 1000ml dung dịch lý thuyết (P = N.E)
Vđc là thể tích dung dịch pha cần điều chỉnh (ml)
CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
1. Pha 2000 ml dung dịch NaOH xấp xỉ 0,2N. Xác định độ chuẩn bằng 20
ml dung dịch HCl 0.2N có K =0.900 hết 22 ml dung dịch NaOH vừa pha. Tính hệ
số hiệu chỉnh K của dung dịch NaOH.
2. Tính thể tích HCl đặc 37,23% (d=1.19) cần lấy chính xác để pha 100 ml
dung dịch HCl 0.05N có K=0.98
3. Pha 2 lít dung dịch chuẩn độ iod xấp xỉ 0.1N. Khi xác định độ chuẩn của
dung dịch iod vừa pha thì thu được kết quả: cứ 10 ml dung dịch tiêu chuẩn

Na2S2O3 0.1N (K=1.130) thì tác dụng vừa đủ với 8 ml dung dịch iod vừa pha.
a. Tính nồng độ đương lượng gam của dung dịch iod vừa pha
b. Nếu dùng dung dịch iod vừa pha ở trên để pha 500 ml dung dịch 0.5N
(K=1.000) thì cần bao nhiêu ml
23


4. Tính thể tích NH3 đặc 27,33% (d=0.9) cần lấy chính xác để pha 200 ml
dung dịch NH3 0.1N
5. Tính thể tích HCl đặc 37, 23% (d=1.19) cần lấy chính xác để pha 150 ml
dung dịch HCl 15%
6. Để pha 250 ml dung dịch acid oxalic 0.1 N người ta cân chính xác
1.728g H2C2O4.2H2O hịa tan vào nước cho đủ 250 ml. Tính hệ số hiệu chỉnh của
dung dịch
7. Trình bày 3 cách điều chỉnh nồng độ dung dịch dựa vào hệ số hiệu chỉnh K

24


BÀI 5
ĐỊNH LƯỢNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ACID – BAZƠ
MỤC TIÊU HỌC TẬP
1. Trình bày nguyên tắc chung của phép định lượng bằng phương pháp
acid – bazơ
2. Nêu được nguyên tắc các phép định lượng bằng phương pháp acid –
bazơ
3. Định lượng được nồng độ, hàm lượng DD acid acetic, natri carbonat,
aspirin đúng kỹ thuật và quy trình thực hành.
NỘI DUNG CHÍNH
I. NGUYÊN TẮC CHUNG

1.1. Nguyên tắc
Phương pháp này là dựa vào phản ứng trung hòa giữa acid với bazơ để
định lượng một acid bằng một bazơ hoặc định lượng một bazơ bằng một acid theo
phương trình phản ứng:
Acid + Bazơ

Muối + Nước

1.2 Điểm tương đương
Quá trình định lượng bằng phương pháp acid - bazơ là quá trình biến đổi
nồng độ H+ và OHH+ + OH-

H2 O

Do đó pH của DD thay đổi liên tục và điểm tương đương sẽ ứng với giá trị
pH xác định, gọi là pH điểm tương đương. Trị số pH này phụ thuộc vào bản chất
của acid, bazơ và nồng độ của chúng.
Khi nhỏ DD chuẩn độ là acid hay bazơ xuống một thể tích chính xác DD
bazơ hay acid cần định lượng, thì ở gần ddiemr tương đương pH của DD thay đổi
đột ngột tạo thành bước nhảy pH của phép chuẩn độ; pH điểm tương đương nằm
chính xác giữa bước nhảy đó.
1.3 Cách xác định điểm tương đương
Để ấc định điểm tương đương cho phép định lượng bằng phương pháp acid
– bazơ, thường dùng chỉ màu pH như methyl da cam, phenolphtalein…,đó là
25