Giáo trình Hóa phân tích đại cương (Nghề: Công nghệ thực phẩm - Cao đẳng) - Trường Cao đẳng cộng đồng Đồng Tháp

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG ĐỒNG THÁP

GIÁO TRÌNH
(Ban hành kèm theo Quyết định số
/QĐ-CĐCĐ ngày
tháng
năm 2017
của Hiệu trưởng trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp)

MƠN HỌC/ MƠ ĐUN: HĨA PHÂN TÍCH ĐẠI CƢƠNG
NGÀNH, NGHỀ: CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

Đồng Tháp, năm 2017


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể đƣợc phép
dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm


LỜI GIỚI THIỆU
Học xong môn học này, ngƣời học sẽ có khả năng:
- Về kiến thức: Học phần này đƣợc tích hợp từ mơn hóa đại cƣơng và hóa phân tích
giúp ngƣời học tiếp thu những kiến thức tối thiểu cần có về hóa phân tích, có cách
nhìn khái qt về các loại liên kết hóa học, dung dịch chất điện ly, dung dịch keo,
pH dung dịch,các phƣơng pháp phân tích định tính và định lƣợng, đồng thời nắm
bắt đƣợc những phản ứng đặc trƣng và dấu hiệu nhận biết các cation, các anion,

các phƣơng pháp chuẩn độ (axit-bazơ, oxi hóa khử, kết tủa).
- Về kỹ năng: có năng lực tiến hành thí nghiệm, sử dụng và vận dụng thí nghiệm,
tăng khả năng quan sát, mơ tả, giải thích các hiện tƣợng xảy ra, góp phần rèn luyện
phƣơng pháp suy luận khoa học, phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm.
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
+ Việc tiếp cận đƣợc những trang thiết bị máy móc phục vụ cơng tác nghiên cứu
khoa học và kỹ năng thực hành, bƣớc đầu giúp hình thành và phát triển tƣ duy
nghiên cứu, làm việc độc lập, có khả năng ứng dụng hóa học vào giải quyết các bài
toán thực tế trong các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kinh tế, xã hội. Có ý thức và
trách nhiệm trong việc sử dụng hóa chất trong đời sống.
+ Qua mơn học vừa có lý thuyết, bài tập ứng dụng của môn học này sẽ giúp ngƣời
học u thích vì nó là mơn khoa học rất hữu dụng cho kiến thức chuyên ngành của
các môn Phân tích chất lƣợng nƣớc, mơn Hóa học thực phẩm, môn Kiểm
nghiệm,...
 Phương pháp giảng dạy: Giảng + Seminar + Thảo luận + Bài tập nhóm +
Thực hành
 Đánh giá môn học:
- Chuyên cần: 10%
- Kiểm tra thực hành: 20%
- Kiểm tra học phần: 20
- Thi kết thúc học phần: 50%
Chúng tôi biên soạn tài liệu này bám sát theo yêu cầu của chƣơng trình đào tạo
nhằm giúp cho SV có những kiến thức cơ sở làm nền tảng học tốt cho các mơn chun
ngành. Trong q trình biên soạn, chúng tơi khơng thể tránh khỏi những sai sót, hi
vọng ngƣời học sẽ góp ý, chúng tơi chân thành ghi nhận những ý kiến dóng góp để
điều chỉnh tài liệu để ngày một hoàn thiện hơn.
Đồng Tháp, ngày 01 tháng 8 năm 2017
Tác giả

1

MỤC LỤC

BÀI 1: DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI ....................................................................... 13

1.1 Thuyết điện li. Dung dịch điện li ...................................................................... 13
1.1.1 Thuyết điện li .......................................................................................................... 13
1.1.2 Sự điện li .................................................................................................................. 13
1.1.3 Phân loại các chất điện li....................................................................................... 13

1.2 Hằng số điện li acid – baz............................................................................... 14
1.2.1 Hằng số điện li của acid Ka .................................................................................. 14
1.2.2 Hằng số điện li của baz Kb .................................................................................... 14

1.3 pH của dung dịch .............................................................................................. 15
1.3.1 Sự điện li của nước ................................................................................................ 15
1.3.2 pH của dung dịch .................................................................................................. 15
1.3.3 Dung dịch đệm pH .................................................................................................. 16
1.3.4 Chất chỉ thị màu pH (chất chỉ thị màu acid-baz) ............................................... 16

1.4 Tính pH của các dung dịch acid, baz, muối ................................................... 17
1.4.1
1.4.2
1.4.3
1.4.4
1.4.5

pH của dung dịch acid mạnh, baz mạnh ............................................................. 17
pH của dung dịch baz mạnh ................................................................................. 18

pH của dung dịch acid yếu .................................................................................... 18
pH của dung dịch baz yếu ..................................................................................... 19
pH của dung dịch muối ........................................................................................ 19

1.5 Cân bằng trong dung dịch chất điện li ít tan ................................................. 20
1.5.1 Tích số tan ............................................................................................................... 20
1.5.2 Mối quan hệ giữa tích số tan (Tt) và độ tan (S) .................................................. 21
1.5.3 Điều kiện tạo thành kết tủa và hòa tan kết tủa .................................................. 21
Câu hỏi ôn tập .......................................................................................................................... 22
BÀI 2: DUNG DỊCH VÀ NỒNG ĐỘ .................................................................................... 23

2.1 Khái niệm về dung dịch ................................................................................... 23
2.1.1 Các hệ phân tán và dung dịch ............................................................................... 23
2.1.2 Trạng thái dung dịch ............................................................................................ 24
2.1.3 Chất tan và dung mơi ............................................................................................. 24
2.1.4. Dung dịch lỗng, đậm đặc, chưa bão hòa, quá bão hòa, độ tan ........................ 24

2.2. Các nồng độ của dung dịch .............................................................................. 24
2.2.1. Nồng độ % khối lượng .......................................................................................... 24
2.2.2 Phân mol (XA, XB) .................................................................................................. 24
2.2.3 Nồng độ molan (Cm) ............................................................................................... 24
2.2.4 Nồng độ mol (CM) ................................................................................................. 24
2.2.5 Nồng độ đương lượng (CN) ................................................................................... 25

2.3 Dung dịch keo ................................................................................................... 25
2.3.1. Khái niệm và phân loại hệ keo ............................................................................. 25
2.3.2 Tính chất của hệ keo.............................................................................................. 25
2.3.3 Phân loại hệ keo ...................................................................................................... 25
2.3.4 Cấu tạo hạt keo ...................................................................................................... 26
2.3.5 Phương pháp điều chế keo ..................................................................................... 26

2.3.6 Sự keo tụ ................................................................................................................ 27
Câu hỏi ôn tập .......................................................................................................................... 28
Bài 3 : Đ I CƯ NG VỀ PH N T CH ĐỊNH LƯ NG ...................................................... 29

3.1. Đối tượng của phân tích định lượng ............................................................... 29
3.2. Các phương pháp phân tích định lượng ......................................................... 29

2


3.3. Nguy n t c chung của các phương pháp d ng trong phân tích định lượng 29
3.3.1. Lấy mẫu .................................................................................................................. 29
3.3.2. Chuyển mẫu phân tích thành dung dịch ............................................................. 30
3.3.3. Chọn phương pháp phân tích ............................................................................... 30
3.3.4. Chuyển chất cần phân tích thành dạng đo .......................................................... 31
3.3.5. Phương pháp đo ..................................................................................................... 31
3.3.6. Tính tốn và biểu diễn kết quả phân tích ............................................................ 31

3.4. Các cơng th c cần d ng trong phân tích định lượng .................................... 31
3.4.1. Khối lượng mol ...................................................................................................... 31
3.4.2. Mol dương lượng (đƣơng lƣợng gam) D ............................................................... 31
3.4.3. Nồng độ ................................................................................................................... 32
3.4.4. Nồng độ ban đầu và nồng độ cân bằng ................................................................ 33
3.4.5. Nồng độ và hoạt độ ................................................................................................ 33
3.4.6. Cân bằng hóa học .................................................................................................. 33
Bài 4: PHƯ NG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID-BAZ ............................................................ 35

4.1. Cơ sở lý thuyết .................................................................................................. 35
4.2. Chất chỉ thị acid – bazơ.................................................................................... 36
4.2.1. Khoảng đổi màu của chỉ thị .................................................................................. 36

4.2.2. Chỉ số chuẩn độ pT ................................................................................................ 36

4.3. Các phương pháp chuẩn độ acid-bazơ ........................................................... 37
4.3.1. Chuẩn độ acid mạnh bằng độ bazơ mạnh ........................................................... 37
4.3.2. Chuẩn độ bazơ mạnh bằng acid mạnh ................................................................ 39
Bài 5: PHƯ NG PHÁP CHUẨN ĐỘ OXY H A – KHỬ .................................................. 42

5.1. Cơ sở lý thuyết .................................................................................................. 42
5.1.1. Thế điện cực: .......................................................................................................... 42
5.1.2. Cách cân bằng một phản ng oxy hóa khử theo phương pháp ion bằng electron.... 43
5.1.3. Hằng số cân bằng của các phản ng oxy hóa khử .............................................. 44

5.2. Chất chỉ thị oxi hóa khử ................................................................................... 45
5.3. Phương pháp chuẩn độ oxy hóa khử .............................................................. 46
5.3.1. Nội dung của phương pháp: ................................................................................. 46
5.3.2. Đường định phân trong phương pháp oxy hóa – khử........................................ 47
Bài 6 : PHƯ NG PHÁP CHUẨN ĐỘ K T TỦA ................................................................ 52

6.1. Cơ sở lý thuyết .................................................................................................. 52
6.1.1. Tích số tan và độ tan của các chất ít tan trong H2O ........................................... 52
6.1.2. Điều kiện xuất hiện kết tủa ................................................................................... 53

6.2. Chuẩn độ kết tủa .............................................................................................. 53
6.2.1 Nguy n t c ............................................................................................................... 53
6.2.2. Phương pháp định lượng bạc ............................................................................... 54
PHẦN 2: THỰC HÀNH .......................................................................................................... 59
Bài 1: CHẤT CHỈ THỊ MÀU-DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI .................................. 59

1.1 Mục đích ............................................................................................................ 59
1.2 Phương tiện, vật tư, hóa chất........................................................................... 59

1.3 Thực hành ......................................................................................................... 59
Thí nghiệm 1: Lập thang màu đo pH của dung dịch acid ............................................. 59
Thí nghiệm 2: Khảo sát khả năng đệm của hệ đệm acid ............................................... 59
Thí nghiệm 3: Xác định pH của dung dịch bằng chỉ thị ................................................ 59
Thí nghiệm 4: Xác định hằng số điện li của dung dịch axit yếu ................................... 59
Thí nghiệm 5: Lập thang màu đo pH của dung dịch bazơ ............................................ 59
Thí nghiệm 6: Khảo sát khả năng đệm của hệ đệm bazơ .............................................. 59
Thí nghiệm 7: Xác định pH của dung dịch bằng chỉ thị ................................................ 60

3


Thí nghiệm 8: Xác định hằng số điện li của dung dịch bazơ yếu .................................. 60
Bài 2: ĐIỀU CH HỆ KEO VÀ XÁC ĐỊNH NGƯỠNG KEO TỤ, T NH CHẤT CỦA
HỆ KEO ................................................................................................................................... 61

2.1 Mục đích ............................................................................................................ 61
2.2 Phương tiện, vật tư, hóa chất........................................................................... 61
2.3 Thực hành ......................................................................................................... 61
Thí nghiệm 1: Điều chế sol AgI bằng phản ng trao đổi ............................................. 61
Thí nghiệm 2: Chế tạo keo Fe(OH)3 bằng phương pháp thuỷ phân ............................ 61
Thí nghiệm 3: Xác định ngưỡng keo tụ chính xác ........................................................ 62
Bài 3: C N BẰNG H A HỌC TRONG DUNG DỊCH ................................................ 63

3.1 Dụng cụ và hóa chất .......................................................................................... 65
3.2 Cơ sở phương pháp ........................................................................................... 65
3.3 Thực hành ........................................................................................................ 651
3.3.1 . Xác định tỉ lệ chiều cao của dung dịch chuẩn với dung dịch cần đo để
tính hằng số cân bằng nồng độ Kc .................................................................... 651
3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đến cân bằng ..................................... 65

3.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến cân bằng. .................................... 66
Bài 4: PHA CH CÁC DUNG DỊCH ...................................... Error! Bookmark not defined.3

4.1 Dụng cụ và hóa chất ........................................................................................ 653
4.2 Cơ sở phương pháp ......................................................................................... 653
4.2.1. Pha dung dịch từ chất r n sang dung dịch ........................................................ 653
4.2.2 Pha dung dịch từ dung dịch có nồng độ cao sang dung dịch có nồng độ thấp
hơn. ................................................................................................................................. 653

4.3 Thí nghiệm pha chế một số dung dịch ........................................................... 654
4.3.1 . Pha dung dịch NaCl 0,1 N .................................................................................. 654
4.3.2. Pha dung dịch K2Cr2O7 0,1N .............................................................................. 654
4.3.3. Pha 10ml dung dịch HCl 2N ............................................................................... 664
Bài 5 : PHA CH VÀ CHUẨN ĐỘ DUNG DỊCH NaOH ................................................. 676

5.1. Dụng cụ và hóa chất ....................................................................................... 676
5.2 Nguy n t c: ....................................................................................................... 676
5.3. Thực hành: ...................................................................................................... 676
5.3.1. Pha dung dịch gốc acid oxalic 0,1N .................................................................... 676
5.3.2. Pha 100 ml dung dịch NaOH 0,1 N ................................................................... 676
5.3.3. Xác định lại nồng độ dung dịch NaOH .............................................................. 677
5.3.4. Kết quả : ............................................................................................................... 687
5.3.5. Câu hỏi: ................................................................................................................ 688
Bài 6: CHUẨN ĐỘ DUNG DỊCH K2Cr2O7 BẰNG DUNG DỊCH KMnO4 0,1N .............. 63

6.1 Mục ti u: ............................................................................................................. 69
6.2. Nội dung bài ...................................................................................................... 69
6.2.1. Dụng cụ và hóa chất .............................................................................................. 69
6.2.2. Nguy n t c:............................................................................................................. 69
6.2.3. Thực hành .............................................................................................................. 69

6.2.4. Kết quả ................................................................................................................... 69
6 .2.5. Câu hỏi và bài tập ................................................................................................. 70
Bài 7 : ĐỊNH PH N DUNG DỊCH NaCl BẰNG DUNG DỊCH AgNO3 0,1 N .................. 71

7.1.Mục ti u : ............................................................................................................ 71
7.2. Nội dung bài ...................................................................................................... 71
7.2.1. Dụng cụ và hóa chất .............................................................................................. 71
7.2.2. Nguy n t c .............................................................................................................. 71
7.2.3. Thực hành: ............................................................................................................. 71

4


7.2.4. Kết quả ................................................................................................................... 71
7.2.5. Câu hỏi và bài tập .................................................................................................. 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................... Error! Bookmark not defined.

5


CHƯ NG TRÌNH MƠN HỌC
T n mơn học: Hóa phân tích đại cương
Mã mơn học: CCB201
Thời gian thực hiện mơn học: 48 giờ; (Lý thuyết:12 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo
luận, bài tập: 34 giờ; Kiểm tra 2 giờ)
I. Vị trí, tính chất của mơn học:
- Vị trí: Mơn học đƣợc phân b là mơn cơ sở, đƣợc bố trí học trƣớc khi học các mơn
chun ngành.
- Tính chất: Là môn học chung bắt buộc
II. Mục ti u môn học:

Học xong mơn học này ngƣời học sẽ có khả năng:
- Về kiến thức: Học phần này đƣợc tích hợp từ mơn hóa đại cƣơng và hóa phân tích
giúp ngƣời học tiếp thu những kiến thức tối thiểu cần có về hóa phân tích, có cách
nhìn khái qt về các loại liên kết hóa học, dung dịch chất điện ly, dung dịch keo, pH
dung dịch,các phƣơng pháp phân tích định tính và định lƣợng, đồng thời nắm bắt đƣợc
những phản ứng đặc trƣng và dấu hiệu nhận biết các cation, các anion, các phƣơng
pháp chuẩn độ (axit-bazơ, oxi hóa khử, kết tủa).
- Về kỹ năng: có năng lực tiến hành thí nghiệm, sử dụng và vận dụng thí nghiệm, tăng
khả năng quan sát, mơ tả, giải thích các hiện tƣợng xảy ra, góp phần rèn luyện phƣơng
pháp suy luận khoa học, phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm.
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
+ Việc tiếp cận đƣợc những trang thiết bị máy móc phục vụ cơng tác nghiên
cứu khoa học và kỹ năng thực hành, bƣớc đầu giúp hình thành và phát triển tƣ duy
nghiên cứu, làm việc độc lập, có khả năng ứng dụng hóa học vào giải quyết các bài
toán thực tế trong các lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kinh tế, xã hội. Có ý thức và trách
nhiệm trong việc sử dụng hóa chất trong đời sống.
+ Qua mơn học vừa có lý thuyết, bài tập ứng dụng của môn học này sẽ giúp
ngƣời học yêu thích vì nó là mơn khoa học rất hữu dụng cho kiến thức chun ngành
của các mơn Phân tích chất lƣợng nƣớc, mơn Hóa học thực phẩm, kiểm nghiệm .
III. Nội dung môn học:
Môn học đƣợc chia làm 2 phần: phần 1 lý thuyết và bài tập, phần 2 thực hành
A. PHẦN 1:
1. Nội dung t ng quát và phân b thời gian:
Thời gian (giờ)
Thực hành,
Số TT
T n chương, mục
Tổng
Lý
thí nghiệm, Kiểm

số
thuyết thảo luận, tra
bài tập
4
3
1
Bài 1: Dung dịch các chất điện li
1. Thuyết điện li. Dung dịch điện li
2. Hằng số điện li acid – bazơ
1
3. pH của dung dịch
4. Tính pH của các dung dịch acid, bazơ,
muối
3
2
1
Bài 2: Dung dịch và nồng độ
2 1. Khái niệm về dung dịch
2. Thành phần của dung dịch

6


3

4

5

6

3. Dung dịch keo
Bài 3: Đại cương về phân tích định lượng
1. Đối tƣợng của phân tích định lƣợng
2. Phân loại các phƣơng pháp phân tích định
lƣợng
3. Nguyên tắc chung của các phƣơng pháp
dùng trong định lƣợng
4. Các công thức cần dùng trong phân tích
định lƣợng
Bài 4: Phương pháp chuẩn độ acid-bazơ
1.Cơ sở lý thuyết về phƣơng pháp chuẩn độ
acid-bazơ
2.Chất chỉ thị acid-bazơ
3. Các phƣơng pháp chuẩn độ acid-bazơ
Bài 5: Phương pháp chuẩn độ oxi hóakhử
1. Cơ sở lý thuyết
2. Chất chỉ thị oxi hóa khử
3. Phƣơng pháp chuẩn độ oxy hóa khử
Bài 6: Phương pháp chuẩn độ kết tủa
1.Cơ sở lý thuyết
2. Chuẩn độ kết tủa
Tổng cộng

2

1

1

3.5

2.5

1

3.5

2.5

1

3

1

1

1

19

12

6

1

B. PHẦN 2:
Số

TT
1
2
3
4
5
6
7
8

T n bài

Tổng
số
Bài 1: Chất chỉ thị màu-dung dịch các chất điện
4
li
Bài 2: Điều chế hệ keo và xác định ngưỡng keo
4
tụ, tính chất của hệ keo
Bài 3: Pha chế các dung dịch
4
Bài 4: Pha chế và chuẩn độ dung dịch HCl
4
Bài 5 : Pha chế và chuẩn độ dung dịch NaOH
4
Bài 6: Chuẩn độ dung dịch K2Cr2O7 bằng dung
4
dịch KMnO4 0,1N
Bài 7 : Định lƣợng NaCl bằng phƣơng pháp

4
Mohr
Kiểm tra
Cộng
29

2. Nội dung chi tiết:
PHẦN 1: LÝ THUY T
Bài 1: Dung dịch các chất điện li
1BT)

Thời gian
Lý
Thực
thuyết hành
4
4
4
4
4
4
4

28

Thời gian: 4 giờ (3LT +

7

Kiểm

tra

1
1


1. Mục tiêu:Giúp tìm hiểu về các dung dịch điện li, pH của dung dịch, dung dịch đệm,
chất chỉ thị màu và cân bằng trong dung dịch chất điện li ít tan.
2. Nội dung bài
1.1. Thuyết điện li. Dung dịch điện li
1.1.1. Thuyết điện li
1.1.2. Sự điện li
1.1.2.1. Định nghĩa
1.1.2.2. Độ điện li ()
1.1.3. Phân loại các chất điện li
1.2. Hằng số điện li acid – bazơ
1.2.1. Hằng số điện li của acid Ka
1.2.2. Hằng số điện li của bazơ Kb
1.3. pH của dung dịch
1.3.1. Sự điện li của nƣớc
1.3.2. pH của dung dịch
1.3.3. Dung dịch đệm pH
1.3.4. Chất chỉ thị màu pH (chất chỉ thị màu acid-bazơ)
1.4. Tính pH của các dung dịch acid, bazơ, muối
1.4.1. pH của dung dịch acid mạnh, bazơ mạnh
1.4.2. pH của dung dịch bazơ mạnh
1.4.3. pH của dung dịch acid yếu
1.4.4. pH của dung dịch baz yếu
1.4.5. pH của dung dịch muối
Bài tập

Bài 2: Dung dịch và nồng độ
Thời gian: 3 giờ (2LT + 1BT)
1. Mục tiêu: Giúp tìm hiểu các vấn đề liên quan đến dung dịch nhƣ: trạng thái dung
dịch, dung dịch keo, thành phần của dung dịch.
2. Nội dung bài
2.1. Khái niệm về dung dịch
2.1.1. Các hệ phân tán và dung dịch
2.1.2. Trạng thái dung dịch
2.1.3. Chất tan và dung môi
2.1.4. Dung dịch lỗng, đậm đặc, chƣa bão hịa, q bão hòa, độ tan
2.2. Thành phần của dung dịch
2.2.1. Nồng độ % khối lƣợng
2.2.2. Phân mol (XA, XB)
2.2.3. Nồng độ molan (Cm)
2.2.4. Nồng độ mol (CM)
2.2.5. Nồng độ đƣơng lƣợng (CN)
2.3. Dung dịch keo
2.3.1. Khái niệm và phân loại hệ keo
2.3.2. Tính chất của hệ keo
2.3.3. Phân loại hệ keo
2.3.4. Cấu tạo hạt keo
2.3.5. Phƣơng pháp điều chế keo
2.3.6. Sự keo tụ
Bài tập

8


Kiểm tra
Bài 3: Đại cương về phân tích định lượng

Thời gian: 2 giờ (1LT + 1TH)
1.Mục tiêu: nắm bắt về đối tƣợng và các phƣơng pháp phân tích định lƣợng, các bƣớc
tiến hành và những kiến thức toán học áp dụng trong phân tích định lƣợng.
2. Nội dung bài
3.1. Đối tƣợng của phân tích định lƣợng
3.2. Phân loại các phƣơng pháp phân tích định lƣợng
3.2.1. Các phƣơng pháp hóa học
3.2.2. Các phƣơng pháp vật lý và hóa lý
3.3. Nguyên tắc chung của các phƣơng pháp dùng trong định lƣợng
3.4. Các cơng thức cần dùng trong phân tích định lƣợng
Bài tập
Bài 4: Phương pháp chuẩn độ acid-bazơ
Thời gian: 3.5 giờ (2.5LT +
1TH)
1. Mục tiêu: dựa trên cơ sở lý thuyết về phản ứng acid-bazơ, nâng cao kiến thức và rèn
luyện tƣ duy cho SV thông qua phƣơng pháp chuẩn độ acid-bazơ ứng với chất chỉ thị
để xác định điểm cuối chuẩn độ
2. Nội dung bài
4.1.Cơ sở lý thuyết về phƣơng pháp chuẩn độ acid-bazơ
4.2.Chất chỉ thị acid-bazơ
4.2.1. Khoảng đ i màu của chất chỉ thị
4.2.2. Chỉ số chuẩn độ pT
4.3. Các phƣơng pháp chuẩn độ acid-bazơ
4.3.1. Chuẩn độ acid mạnh bằng bazơ mạnh
4.3.2. Chuẩn độ bazơ mạnh bằng acid mạnh
Bài tập
Bài 5: Phương pháp chuẩn độ oxi hóa-khử
Thời gian: 3.5 giờ (2.5LT +
1BT)
1. Mục tiêu: dựa trên cơ sở lý thuyết về cân bằng phản ứng oxi hóa khử, nguyên tắc về

phƣơng pháp chuẩn độ để giúp SV thông thạo trong việc xây dựng đƣờng định phân.
2. Nội dung bài
5.1. Cơ sở lý thuyết
5.1.1. Thế điện cực
5.1.2. Cách cân bằng phản ứng oxy hóa khử theo phƣơng pháp ion-electron
5.1.3. Hằng số cân bằng của phản ứng oxy hóa khử
5.2. Chất chỉ thị oxi hóa khử
5.3. Phƣơng pháp chuẩn độ oxy hóa khử
5..3.1. Nội dung của phƣơng pháp
5.3.2. Đƣờng định phân trong phƣơng pháp oxy hóa khử
Bài 6: Phương pháp chuẩn độ kết tủa
Thời gian: 3 giờ (1LT + 1BT + 1KT)
1. Mục tiêu: dựa trên cơ sở lý thuyết và nguyên tắc về phƣơng pháp chuẩn độ kết tủa
để xây dựng đƣờng cong chuẩn độ
2. Nội dung bài
6.1.Cơ sở lý thuyết
6.1.1. Tích số tan và độ tan của các chất ít tan trong nƣớc

9


7.1.2. Điều kiện xuất hiện kết tủa
6.2. Chuẩn độ kết tủa
6.2.1. Nguyên tắc
6.2.2. Phƣơng pháp định lƣợng bạc
Bài tập
Kiểm tra
PHẦN 2: THỰC HÀNH
Bài 1: chất chỉ thị màu-dung dịch các chất điện li
Thời gian: 4 giờ (4TH)

1. Mục đích: Cung cấp cho học sinh kiến thức và khả năng xác định các loại dung dịch
đệm, cách tính dung dịch đệm. Cách nhận diện màu các chất chỉ thị.
2. Nội dung bài
1.1. Phƣơng tiện, vật tƣ, hóa chất
1.2. Thực hành
1.2.1.Thí nghiệm 1: Lập thang màu đo pH của dung dịch acid
1.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát khả năng đệm của hệ đệm acid
1.2.3 Thí nghiệm 3: Xác định pH của dung dịch bằng chỉ thị
1.2.4 Thí nghiệm 4: Xác định hằng số điện li của dung dịch axit yếu
1.2.5 Thí nghiệm 5: Lập thang màu đo pH của dung dịch bazơ
1.2.6 Thí nghiệm 6: Khảo sát khả năng đệm của hệ đệm bazơ
1.2.7 Thí nghiệm 7: Xác định pH của dung dịch bằng chỉ thị
1.2.8 Thí nghiệm 8: Xác định hằng số điện li của dung dịch bazơ yếu
Bài 2: Điều chế hệ keo và xác định ngưỡng keo tụ, tính chất của hệ keo
Thời gian: 4 giờ (4TH)
1. Mục đích: Sinh viên biết cách điều chế hệ keo và xác định ngưỡng keo tụ, tính chất
của hệ keo
2. Nội dung bài
2.1 Phƣơng tiện, vật tƣ, hóa chất
2.2 Thực hành
2.2.1 Thí nghiệm 1: Điều chế sol AgI bằng phản ứng trao đ i
2.2.2 Thí nghiệm 2: Chế tạo keo Fe(OH)3 bằng phƣơng pháp thuỷ phân
2.2.3 Thí nghiệm 3: Xác định ngƣỡng keo tụ chính xác
Bài 3: Pha chế các dung dịch
Thời gian: 4 giờ (4TH)
1. Mục tiêu: Cung cấp cho học sinh nắm các phƣơng pháp pha các nồng độ khác nhau
của dung dịch
2. Nội dung bài
3.1. Dụng cụ và hóa chất
3.2. Cơ sở phƣơng pháp

3.2.1 Pha dung dịch từ chất rắn sang dung dịch
3.2.2 Pha dung dịch từ dung dịch có nồng độ cao sang dung dịch có nồng độ
thấp hơn.
3.3. Thí nghiệm pha chế một số dung dịch
3.3.1 Pha dung dịch NaCl 0,1 N
3.3.2 Pha dung dịch K2Cr2O7 0,1N
3.3.3 Pha 10ml dung dịch HCl 2N
Bài 4: Pha chế và chuẩn độ dung dịch HCl
Thời gian: 4 giờ (4TH)

10


1. Mục tiêu: Học sinh biết cách pha dung dịch và nắm đƣợc phƣơng pháp chuẩn độ
axit - bazơ
2. Nội dung bài
4.1. Dụng cụ và hóa chất
4.2. Nguyên tắc
4.3. Thực hành
4.3.1. Pha chế dung dịch chuẩn Na2B4O7
4.3.2. Pha chế dung dịch HCl 0,1N
4.3.3. Chuẩn độ dung dịch HCl bằng dung dịch Na2B4O7
4.4. Kết quả
4.5. Câu hỏi và bài tập
Bài 5 : Pha chế và chuẩn độ dung dịch NaOH
Thời gian: 4 giờ (4TH)
1. Mục tiêu: Sinh viên biết cách pha dung dịch và nắm đƣợc phƣơng pháp chuẩn độ
axit - bazơ
2. Nội dung bài
5.1. Dụng cụ và hóa chất

5.2. Nguyên tắc
5.3. Thực hành
5.3.1. Pha dung dịch gốc acid oxalic 0,1N
5.3.2. Pha 100 ml dung dịch NaOH 0,1 N
5.3.3. Xác định lại nồng độ dung dịch NaOH
5.4. Kết quả
5.5. Câu hỏi và bài tập
Bài 6: Chuẩn độ dung dịch K2Cr2O7 bằng dung dịch KMnO4 0,1N Thời gian: 4
giờ
1. Mục tiêu: Sinh viên biết cách pha dung dịch và nắm đƣợc phƣơng pháp chuẩn độ
oxy – hóa khử
2. Nội dung bài
6.1. Dụng cụ và hóa chất
6.2. Nguyên tắc
6.3. Thực hành
6.3.1. Pha 100ml dung dịch FeSO4 0,1N
6.3.2. Pha 100ml dung dịch KMnO4 0,1N
6.3.3. Chuẩn độ dung dịch K2Cr2O7 bằng dung dịch KMnO4 0,1N
6.4. Kết quả
6.4. Câu hỏi và bài tập
Bài 7 : Định lượng NaCl bằng phương pháp Mohr
Thời gian: 4giờ (4TH)
1. Mục tiêu: Học sinh biết cách pha dung dịch và nắm đƣợc phƣơng pháp chuẩn độ kết
tủa
2. Nội dung bài
7.1. Dụng cụ và hóa chất
7.2. Nguyên tắc
7.3. Thực hành
7.3.1. Pha 100ml dung dịch AgNO3 0,1N
7.3.2. Định lƣợng NaCl bằng phƣơng pháp Mohr

7.4. Kết quả
7.5. Câu hỏi và bài tập

11


Kiểm tra
Thời gian: 1giờ
IV. Điều kiện thực hiện môn học:
1. Phịng học chun mơn hóa/nhà xƣởng: phịng học, phịng thí nghiệm.
2. Trang thiết bị máy móc: Dụng cụ, thiết bị dành cho giảng dạy, dùng trong các bài
thực hành
3. Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu:
- Giáo trình, bài giảng hóa đại cƣơng
- Dụng cụ, thiết bị phục vụ học lí thuyết và thực hành
- Nguyên vật liệu để thực hiện các thí nghiệm
V. Nội dung và phương pháp, đánh giá:
1. Nội dung:
- Về kiến thức: sinh viên cần đạt các yêu cầu sau:
+ Nắm rõ kiến thức của từng bài.
+ Giải đƣợc các bài tập và các câu hỏi nâng cao có liên quan.
- Về kỹ năng: Đánh giá kỹ năng của ngƣời học thông qua việc thảo luận, kiểm tra và
kỹ năng thực hành các thí nghiệm.
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Đánh giá trong qua trình học tập cần đạt các yêu
cầu sau:
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập
+ Tham gia đầy đủ thời lƣợng môn học
+ Chuyên cần, tự giác học và làm bài tập có liên quan.
+ Chủ động trong việc học, có tinh thần hợp tác và trách nhiệm trong việc học
và thực hành.

2. Phƣơng pháp: Kiểm tra đánh giá theo quy định của Bộ LĐTBXH và quy định học
vụ của trƣờng.
VI. Hướng dẫn thực hiện môn học:
1. Phạm vi áp dụng mơn học:
Chƣơng trình mơn học Hóa phân tích đại cƣơng đƣợc sử dụng để giảng dạy
trình độ trung cấp nghề trong các cơ sở đào tạo nghề trên toàn quốc.
2. Hƣớng dẫn một số về phƣơng pháp giảng dạy, học tập môn học:
- Đối với giáo viên, giảng viên: Đây là mơn học có tính khoa học và có liên
quan đến đến thực tế đời sống nên giảng viên cần áp dụng các phƣơng pháp dạy học
tích cực nhằm gây đƣợc hứng thú cho sinh viên, làm cho sinh viên chủ động, tích cực
tiếp thu kiến thức nhằm đạt đƣợc mục tiêu của môn học.
- Đối với ngƣời học: Phần thảo luận, bài tập, thí nghiệm thực hành nhằm mục
củng cố, ghi nhớ, giải thích các hiện tƣợng hóa học, giúp khắc sâu kiến thức đã học.
3. Những trọng tâm chƣơng trình cần chú ý: Các kiến thức có liên quan lẫn nhau, nên
khi dạy và học bài mới thì cần có sự tự giác ơn lại và các câu hỏi kiểm tra mức độ nắm
kiến thức của ngƣời học.
4.Tài liệu cần tham khảo:
[1] Nguyễn Đức Chung (2009), Hóa đại cƣơng, NXB Đại Học Quốc Gia, TP HCM.
[2] Ths. Từ Anh Phong (2006), Sách hƣớng dẫn học tập Hóa đại cƣơng, Hà Nội
[3 PGS.TSKH.Lê Thành Phƣớc (2007), Hóa Phân Tích Lý Thuyết Và Thực Hành,
NXB Y Học Hà Nội.
[4] Nguyễn Trọng Thọ (1999), Hóa đại cƣơng, NXB Giáo dục, TP HCM

12


BÀI 1: DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI
1.1 Thuyết điện li. Dung dịch điện li
1.1.1 Thuyết điện li
Dựa trên các khảo sát thực nghiệm về chất điện li, năm 1887 Svate Arrhenius đã

đƣa ra định nghĩa về acid, baz nhƣ sau:
Acid là chất phân li cho cation H+ và anion gốc acid khi hịa tan vào nƣớc.
Ví dụ:

+

HCl

H

-

+ Cl
-

Baz là chất phân li cho OH và cation kim loại khi hịa tan vào nƣớc.
+

-

Ví dụ:
NaOH
Na + OH
Muối điện li cho cation kim loại và anion gốc acid.
Ví dụ:
NaCl
Na+ + ClTuy nhiên thuyết này bị giới hạn ở chỗ chỉ áp dụng đƣợc cho dung dịch nƣớc và
cho một loại baz duy nhất là hydroxit.
Một định nghĩa t ng quát hơn đã đƣợc đƣa ra bởi 2 nhà hóa học Jonhannes
K.Bronsted và Thomas Lowry:

Acid là chất cho H+.
Baz là chất nhận H+.
Thuyết này có thể mở rộng ra cho các dung môi khác nƣớc cũng nhƣ cho các
phản ứng xảy ra ở trạng thái khí.
1.1.2 Sự điện li
1.1.2.1 Định nghĩa
Sự điện li là quá trình phân li thành các ion (cation, anion) khi chất điện li tan vào
nƣớc hoặc nóng chảy.
Chất điện li và chất khi tan vào nƣớc tạo thành dung dịch dẫn điện đƣợc nhờ phân
li thành các ion.
1.1.2.2 Độ điện li ()
Độ điện li  là đại lƣợng đặc trƣng cho mức độ điện li của một chất, đƣợc tính
dựa vào tỉ số giữa số mol chất điện li (n) với t ng số mol chất điện li đó hịa tan (no)
 (%) 

Np
Nt

, (0    1) (1.1)

hoặc

 (%) 

Np
Nt

x100% (0(%)    100%) (1.2)

Độ điện li phụ thuộc vào bản chất chất tan, dung môi, nồng độ và nhiệt độ.

Phân tử dung môi càng phân cực tác dụng ion hóa của nó càng lớn.
Độ điện li một chất tăng khi nồng độ của nó trong dung dịch giảm và ngƣợc lại.
Ví dụ: Độ điện li của acid acetic thay đ i theo nồng độ CN nhƣ sau:
CN
0,1
0,01
0,001
Α
0,014
0,042
0,124
Ngƣời ta thƣờng xác định độ điện li một dung dịch chât điện li (α) bằng cách đo
độ dẫn điện đƣơng lƣợng (λ).
1.1.3 Phân loại các chất điện li
Căn cứ vào độ điện li, ngƣời ta phân chia (có tính tƣơng đối) thành
Chất điện li mạnh là những chất khi hòa tan vào nƣớc tất cả các phân tử của
chúng phân li hoàn toàn thành ion.
Các acid mạnh, các baz mạnh và đa số muối trung tính là chất điện li mạnh.
+
Ví dụ:
HNO3
H + NO3
+
KOH
K + OH

13


+

-

NH4Cl
NH4 + Cl
Chất điện li yếu là những chất khi hịa tan vào nƣớc chỉ có một số nào đó các
phân tử phân li thành ion. Sự điện li của các chất điện li yếu là thuận nghịch.
AmBn
mAn+ + nBmCác acid hữu cơ, acid vô cơ yếu (HCN, H2CO3...), các baz vô cơ yếu (NH3 ),
-

-

-

baz hữu cơ (amin...), một số muối acid và muối baz (nhƣ HCO3 , HSO3 , Al(OH)2 là
những chất điện li yếu NaHCO3, ...) là những chất điện li yếu.
+
Ví dụ: CH3COOH
CH3COO + H
+
NH3 + H2O
NH4
+ OH
Chất khơng điện li ( = 0)
Ví dụ: đƣờng, rƣợu, các khí tan khơng tác dụng với nƣớc nhƣ O2, N2...
Tuy nhiên trong thực tế khi xác định độ điện li (ví dụ bằng phƣơng pháp đo độ
dẫn điện) của dung dịch những chất điện li mạnh nhƣ HCl, NaOH, K2SO4,... thì
α
thƣờng < 1 (nó chỉ = 1 khi dung dịch đƣợc pha lỗng vơ cùng). Sở dĩ nhƣ vậy là vì ở

những dung dịch có nồng độ cao xảy ra tƣơng tác tĩnh điện giữa các ion hoặc sự tụ hợp
giữa các ion với phân tử.
1.2 Hằng số điện li acid – baz
1.2.1 Hằng số điện li của acid Ka
Trong dung dịch của acid yếu HA tồn tại cân bằng động sau:
+
HA + H2O
A + H3 O
Ka 

H O A   const




3

HA

ở T = const

(1.3)

Ka là hằng số điện li của acid trong nƣớc, đặc trƣng cho độ mạnh của acid.
Ka càng cao thì acid càng mạnh.
Ka phụ thuộc vào bản chất của acid và phụ thuộc vào nhiệt độ
1.2.2 Hằng số điện li của baz Kb
Trong dung dịch của baz yếu B có cân bằng sau:
+
B + H2 O

BH
+ OH

BH OH   const



Kb



B

(1.4)

Kb là hằng số điện li của baz B, phụ thuộc vào bản chất của baz và nhiệt độ.
Ở T = const thì Kb = const
Xét một cặp acid/baz liên hợp AH/A , khi hịa tan trong nƣớc xảy ra q trình hịa
tan nhƣ sau :
+
AH + H2O
A
+
H 3O
Ka
A + H2 O
AH + OH
Kb

A H O 




Ka



AH 

A H O . AH OH   H O

AH 
A 


Ka Kb

Kb 

3





3



3

-



AH OH  

A 
OH   10




14

ở 25°C
+

-

Vậy với 1 cặp acid-baz liên hợp A/B (hay AH/A ) thì Ka.K b = [H3O ][OH ] = 10-14 (1.5)
Trong 1 cặp acid baz liên hợp nếu baz càng yếu thì acid càng mạnh và ngƣợc lại.

14


Cần phân biệt giữa hằng số điện li K và độ điện li α. K chỉ phụ thuộc vào bản chất
dung mơi và nhiệt độ, trong khi đó α cịn phụ thuộc vào cả nồng độ. Nhƣ vậy K đặc
trƣng cho khả năng điện li của một chất điện li yếu, còn α đặc trƣng cho khả năng điện
li của một dung dịch điện li nói chung.

* Giữa K của một chất điện li yếu và α có mối tƣơng quan nhƣ sau
Nếu AB là chất điện li yếu có hằng số điện li K, trong dung dịch có cân bằng:
+
AB
A +
B
Gọi nồng độ ban đầu của AB là C, độ điện li của nó ở nồng độ này là α.
+
Sau khi cân bằng điện li đƣợc thiết lập có [A ] = [B ] = Cα và [AB = C-Cα
Theo định nghĩa:
A B    C .C  C 2 (1.6)
K
AB  C (1   ) 1  
Đây là biểu thức toán học của định luật pha lỗng (Ostwald)
Khi α << 1 (α < 0,1) có thể coi 1 - α ≈ 1, khi đó ta có biểu thức đơn giản hơn:


K
(3.7)
C

Các cơng thức (3.6), (3.7) cho phép tính hằng số K khi biết độ điện li α ở một
nồng độ xác định và ngƣợc lại.
Ví dụ: Tính hằng số điện li của CH3COOH biết rằng dung dịch 0,1M có độ điện li
bằng 0,0132
Ta có:

K

0,01322 10 1

1  0,0132

 1,76.10 5

1.3 pH của dung dịch
1.3.1 Sự điện li của nước
Có thể nói nƣớc là dung mơi lƣỡng tính, nghĩa là khi acid tan vào nƣớc thì nƣớc đóng
vai trị là baz.
+
Ví dụ:
HCl + H2O
H3O + Cl
Cịn khi baz tan vào nƣớc đóng vai trị acid
+

-

Ví dụ:
NH3 + H2O
NH4 + Cl
Sự thật bản thân nƣớc vừa cho vừa nhận proton. Để đơn giản ngƣời ta thƣờng viết
+
H2 O
H +
OH
Bằng phép đo độ dẫn điện cực nhạy, ngƣời ta xác định đƣợc rằng trong nƣớc
+
o
nguyên chất [H ][OH ] = 10-14 mol2/l2 (hay M2) ở 25 C.
+

Nhƣ vậy trong nƣớc: [H ] = [OH ] = 10-7 mol/l.
+
Nồng độ ion H hay OH có thể thay đ i trong dung dịch nƣớc bất kì nhƣng tích
số nồng độ của chúng ln ln bằng 10-14 M2.
o
+
Tích nồng độ các ion, kí hiệu là Kn . Ở 25 C : Kn = [H ][OH ] = 10-14 gọi là tích
số ion của nƣớc.
+
Ý nghĩa quan trọng của Kn là khi [H tăng thì [OH ] giảm và ngƣợc lại. Do đó:
+
Đối với mơi trƣờng trung tính [H ] = [OH ]
+
Đối với dung dịch acid [H ] > [OH ]
+
Đối với dung dịch baz [H ] < [OH ]
1.3.2 pH của dung dịch

15


+

-

+

Việc biểu diễn nồng độ rất nhỏ của H hoặc OH khá bất tiện; ví dụ [H ] =
0,0001M chẳng hạn, do đó năm 1909 nhà hố học Sorensen đƣa ra khái niệm mới gọi
là chỉ số hidro và kí hiệu là pH có trị số bằng lograrit thập phân nồng độ ion H+.

pH = -lg[H+] (1.7) tức
[H+]=10-pH
Trong nƣớc nguyên chất hoặc mơi trƣờng trung tính:
+
[H ] = [OH ] = 10-7 mol/l nên pH = 7
+
Trong môi trƣờng acid [H ] > 10-7 mol/l nên pH <7
+
Trong môi trƣờng kiềm [H ] < 10-7 mol/l nên pH > 7
Dãy các giá trị của pH từ 1 đến 14 đƣợc gọi là thang pH
1.3.3 Dung dịch đệm pH
Dung dịch đệm là những dung dịch không bị biến đ i đáng kể pH khi ta thêm vào
đó những lƣợng nhỏ acid mạnh hoặc baz mạnh hoặc pha lỗng (khơng q lỗng)
Dung dịch đệm thƣờng là dung dịch chứa hỗn hợp acid yếu và muối của nó với baz
mạnh (CH3COOH + CH3COONa) hoặc baz yếu và muối của nó với acid mạnh (NH3 +
NH4Cl). Sở dĩ thế vì trong dung dịch có cân bằng giữa dạng acid và baz liên hợp.
Dung dịch đệm có ý nghĩa rất lớn trong khoa học và đời sống. Nhiều phản ứng
hoá học chỉ xảy ra ở một giá trị pH xác định; máu ngƣời (và động vật) là một dung
dịch đệm có pH khoảng 7,3 - 7,4, nhờ thiết lập cân bằng giữa ion hydrocarbonat và khí
cacbonic có trong máu.
+
HCO3 + H
CO2 + H2O
1.3.4 Chất chỉ thị màu pH (chất chỉ thị màu acid-baz)
Chất chỉ thị màu pH là những chất bị biến đ i màu sắc của mình ở các giá trị pH
khác nhau của môi trƣờng (dung dịch). Chúng thƣờng là các acid yếu hữu cơ có thể
biểu diễn cơng thức t ng qt là Hind, trong dung dịch phân li nhƣ sau:
+
HInd
H +

Ind
Dạng acid
Dạng baz

16


Bảng 1.1 Khoảng chuyển màu của một số chất chỉ thị
Màu dạng acid
Màu dạng baz
pH chuyển màu
Phenolphtalein
Khơng màu
Hồng
8-10
Quỳ tím
Hồng
Xanh
5-8
Metyl đỏ
Hồng
Vàng
4,4 – 6,2
Metyl da cam
Da cam
Vàng
3,1 – 4,5
Đại lƣợng đặc trƣng đối với mỗi chất chỉ thị pH là khoảng chuyển màu của chất
chỉ thị. Đó là khoảng pH mà chất chỉ thị bắt đầu chuyển từ một màu này sang hoàn
toàn một màu khác (từ màu dạng acid sang màu dạng baz).

Dạng acid và baz phải có màu sắc khác nhau. Trong dung dịch, chất chỉ thị có
màu nào tuỳ thuộc vào nồng độ dạng nào nhiều hơn. Trên thực tế ngƣời ta thấy khi
nồng độ của dạng acid gấp khoảng 10 dạng baz thì dung dịch có màu của dạng acid và
ngƣợc lại
Ví dụ: Với metyl đỏ thì ở pH < 4,4
có màu hồng (màu dạng acid).
ở 4,4 < pH < 6,2 màu hồng chuyển dần sang vàng
ở pH > 6,2
có màu vàng (màu dạng baz)
Sử dụng chất chỉ thị pH thích hợp có thể đánh giá sơ bộ pH của một dung dịch
trong khoảng nào.
Ví dụ:
- Nếu nhỏ phenolphtalein vào một dung dịch thấy xuất hiện màu hồng thì chứng
tỏ dung dịch có pH > 8.
- Nếu nhỏ metyl đỏ vào một dung dịch thấy xuất hiện màu hồng thì dung dịch có
pH < 4,4. Nếu có màu vàng thì pH của dung dịch lớn hơn 6,2.
Để xác định pH bằng các chất chỉ thị màu pH một cách chính xác hơn, ngƣời ta
thƣờng dùng dung dịch chỉ thị t ng hợp. Đó là một dung dịch chứa nhiều chất chỉ thị
pH có các khoảng chuyển màu khác nhau và do đó nó sẽ có màu xác định tại một pH
xác định. Tƣơng tự, ngƣời ta cũng dùng giấy đo pH. Đó là giấy đã đƣợc tẩm chỉ thị
t ng hợp.
1.4 Tính pH của các dung dịch acid, baz, muối
1.4.1 pH của dung dịch acid mạnh, baz mạnh
Xét dung dịch acid mạnh HA, nồng độ Ca, trong dung dịch tồn tại các cân bằng
+
HA + H2O
A + H3 O
+
2H2O
H3O + OH

+
Trong dung dịch tồn tại các ion: H3O , OH , A Phƣơng trình bảo tồn điện tích:
+
[H3O ] = [OH ] + [A ]
Suy ra ta có hệ phƣơng trình sau:

H O OH   K
H O   A   OH   C  OH 
K
 H O  
H O   C








3

H 2O





3

a



H 2O



3

a

3

2

  H 3O    Ca  H 3O    K H 2O  0
  H 3O  


Ca  Ca2  4 K H 2O
2

17


Nếu dung dịch có Ca > 3,6.10-7 M (pH < 6,5) bỏ qua cân bằng (2): tức là bỏ qua
+
+
[H3O do nƣớc phân li ra so với [H3O do acid phân li.
Do đó [H3O+]=Ca  pH = -lgCa (1.8)

Nếu dung dịch có Ca << 10-7 M có thể bỏ qua nồng độ H+ do acid điện li, do đó:
H 3O    K H O (1.9)
2

Ví dụ 1: Tính pH của dung dịch HCl 10-4 M
Vì CHCl = 10-4 >> 10-7 M nên bỏ qua H+ do nƣớc phân li  pH = -lg10-4 = 4
Ví dụ 2: Tìm pH của dung dịch HNO3 10-9 M ở 25°C
Vì 10-9 << 10-7 nên có thể bỏ qua nồng độ H+ do acid điện li
pH = 7
 H 3O    K H O  10 7 
2

1.4.2 pH của dung dịch baz mạnh
Trong dung dịch tồn tại cân bằng
+
BOH
B
+ OH
+
2H2O
H3O + OH
Nếu dung dịch khơng q lỗng Cb > 3,17.10-7 M thì bỏ qua [OH do nƣớc điện li
[OH ] = Cb
pOH = -lgCb
pH + pOH = 14  pH = 14 + lgCb (1.10)
Nếu dung dịch quá loãng Cb < 3,17.10-7 M thì phải tính đến [OH ] do nƣớc điện li
ra.
Ta có hệ phƣơng trình
 H 3O   OH    K H 2O
OH     B     H 3O    Cb   H 3O  

 OH   

K H 2O
OH  

 Cb

2

 OH    Cb OH    K H 2O  0

(3.11)

-

Giải phƣơng trình tìm đƣợc OH  pH
Ví dụ: Tính pH của dung dịch NaOH 0,01M
pH = 14 + lgCb = 14 -2 =12
1.4.3 pH của dung dịch acid yếu
Trong dung dịch acid yếu phân li theo phƣơng trình
HA
H+ + A Ca
[H+] = ?
Ka 

H A 




HA

Ta có hệ phƣơng trình

   




H  A



HA  C a  H

 

Thay vào biểu thức

H 

C H 
 2

Ka



a

Giải phƣơng trình bậc 2 này ta tính đƣợc [H+] rồi tính pH

18


Khi Ca không nhỏ hơn 0,01 và Ka không lớn hơn 10-4 thì có thể coi
Ca –[H+ ≈ Ca
Từ đó: [H+] = (Ka.Ca)½
pH   lg  H   
pH 

1
( lg K a  lg Ca )
2

1
( pK a  lg Ca )
2

(3.12)

Ví dụ: Tính pH của dung dịch CH3COOH 0,1M . Biết CH3COOH có pKa= 4,7
pH 

1
1
( pK a  lg C a )  (4,7  lg 10 1 )  2,85
2
2

1.4.4 pH của dung dịch baz yếu
Trong dung dịch, baz yếu phân li theo phƣơng trình
+
B + H2 O
BH + OH
+
Cb
[OH =? → [H ] = ?
Kb 

Ta có:

BH OH 




B

+

-

[BH ] = [OH ]
[B] = Cb- [OH ]

OH 

C  OH 
 2

Thay vào biểu thức K b



b

-

+

Giải phƣơng trình bậc hai này ta đƣợc [OH và tính đƣợc [H ], pH
Trong trƣờng hợp gần đúng xem Cb – [OH ≈ Cb
Suy ra OH    ( K b .C b ) 2
1

10
H   10

OH 
( K .C )


14

14



b

1
2

b

1
pH  14  ( pK b  lg Cb )
2

(1.13)

Ví dụ: Tính pH của dung dịch NH3 0,01M. Biết pK b ( NH 3 )  4,75
1
1
pH  14  ( pK b  lg Cb )  14  (4,75  lg 10 1 )  10,62
2
2

1.4.5 pH của dung dịch muối
Khi hòa tan muối vào nƣớc, trừ các loại muối tạo bởi acid mạnh và baz mạnh
phân li tạo môi trƣờng pH = 7, các muối còn lại cho những pH khác nhau tùy vào bản
chất của các ion tƣơng tác với nƣớc ta gọi đó là phản ứng thủy phân.
Ví dụ: Tính pH của dung dịch NaCl 1M
Trong dung dịch NaCl phân li hoàn toàn thành ion
+
NaCl
Na + Cl
+
+

Các ion Na và Cl khơng ảnh hƣởng gì đến nồng độ H và OH của dung dịch, do
+
đó lƣợng H và OH trong dung dịch do cân bằng phân li của nƣớc tạo ra khơng có gì
thay đ i và có giá trị là 10-7 mol/l, nên pH dung dịch bằng 7
Các loại muối bị thủy phân

19


- Muối tạo bởi acid yếu và baz mạnh khi hịa tan vào nƣớc tạo thành mơi trƣờng
kiềm.
- Muối tạo bởi acid mạnh và baz yếu khi hòa tan vào nƣớc tạo thành môi trƣờng
acid
- Muối tạo bởi acid yếu và baz yếu khi hòa tan cả 2 gốc đều bị thủy phân, pH của
mơi trƣờng cịn phụ thuộc vào mức độ thủy phân của cả 2 gốc
+ Nếu Ka < Kb thì mơi trƣờng có pH < 7
+ Nếu Ka > Kb thì mơi trƣờng có pH > 7
+ Nếu Ka = Kb thì mơi trƣờng có pH = 7
Ví dụ 1: Tính pH dung dịch NH4Cl 0,1M biết pK b ( NH 3 )  4,75
Trong dung dịch NH4Cl phân li hoàn toàn thành ion.
+
NH4Cl
NH4 + Cl
Ion NH4+ là một acid nên trong dung dịch phân li theo quá trình.
+
NH3 + H
Ka
NH 4
pK a ( NH 4 )  14  pK b ( NH 3 )  14  4,75  9,25

pH của dung dịch này đƣợc tính theo cơng thức:
pH 

1
1
( pK a  lg C )  (9,25  lg 0,1)  5,13
2
2

Ví dụ 2: Tìm pH dung dịch CH3COONa 0,1M (biết CH3COOH có pKa=4,75)
pH 

1
 pK a  lg Ca   1 4,75  lg 0,1  2,87
2
2

Đối với muối tạo bởi acid yếu và baz yếu, pH không phụ thuộc vào nồng độ muối
mà chỉ phụ thuộc vàp pKa và pKb của acid và baz tạo ra muối đó.
pH 

1
14  pK a  pK b 
2

(1.14)

Ví dụ 3: Tính pH của dung dịch NH4CN biết pK NH  4,76 và pK HCN  9,31
3

pH 

1
(14  9,31  4,76)  9,27
2

1.5 Cân bằng trong dung dịch chất điện li ít tan
1.5.1 Tích số tan
Khi bỏ một chất điện li ít tan nhƣ BaSO4, AgCl, BaCO3... vào nƣớc, các chất này
sẽ phân li hoàn toàn thành các ion. Các ion trên bề mặt tinh thể hút các phân tử nƣớc
phân cực và bắt đầu chuyển vào dung dịch dƣới dạng ion hydrat. Khi mức độ tích lũy
gia tăng, các ion hydrat có thể va chạm với bề mặt tinh thể và bị hút bởi các ion trái
dấu rồi bị mất nƣớc và kết tủa.
Trong dung dịch bão hòa của các chất này luôn luôn tồn tại cân bằng giữa trạng
thái rắn và các ion hịa tan.
Trƣờng hợp chung chất điện li ít tan AmBn
AmBn
mAn+ + nBmm
n
(1.15)
TAmBn  A n  B m 
+

-

Ví dụ: AgCl
Ag + Cl
Hằng số cân bằng của quá trình này đƣợc gọi là tích số tan của AgCl và đƣợc kí
hiệu là TAgCl
TAgCl  Ag  Cl 

(1.16)

  

20


Vậy: Tích số tan của một chất điện li mạnh ít tan là tích số nồng độ các ion của nó
trong dung dịch bão hịa chất đó với số mũ bằng hệ số tỉ lƣợng trong phân tử.
Nhƣ vậy, tích số tan cho biết khả năng tan của một chất điện li ít tan. Chất có T
càng lớn càng dễ tan.
1.5.2 Mối quan hệ giữa tích số tan (Tt) và độ tan (S)
Tích số tan có mối liên hệ chặt chẽ với độ tan của chất điện li ít tan.Tuy nhiên cần
phân biệt rõ tích số tan và độ tan. Tích số tan là một hằng số cân bằng mơ tả cân bằng
hịa tan của một chất tan, do đó ở một nhiệt độ xác định, một chất tan cụ thể chỉ có một
giá trị xác định của tích số tan. Ngƣợc lại, độ tan là một vị trí cân bằng, nên ở một
nhiệt độ xác định, tùy nồng độ các chất có mặt trong dung dịch có thể có giá trị độ tan
khác nhau.
Khi biết tích số tan của một chất ở nhiệt độ nào đó có thể tính đƣợc độ tan của
chất (số mol chất tan trong 1 lít dung dịch bão hịa chất đó).
Ví dụ: Ở 25°C CuBr có độ tan là 2.10-4mol/l. Tính Tt
+
CuBr (r)
Cu + Br
S
+

S

-

TCuBr = [Cu ][Br ] = s2 = (2.10-4)2 = 4.10-8 mol2/l2
1.5.3 Điều kiện tạo thành kết tủa và hòa tan kết tủa
Biết tích số tan có thể xác định đƣợc điều kiện để hòa tan hay kết tủa một chất:
* Điều kiện tạo thành kết tủa
Một chất sẽ kết tủa khi tích số nồng độ các ion của nó trong dung dịch lớn
hơn tích số tan, và ngƣợc lại nó sẽ cịn tan khi tích số nồng độ ion của nó chƣa đạt đến
tích số tan.
Ví dụ: Kết tủa PbI2 có tạo thành khơng khi trộn 2 thể tích bằng nhau dung dịch
Pb(NO3)2 0,01M và KI 0,01M? Nếu pha lỗng dung dịch KI 100 lần rồi trộn nhƣ trên
có kết tủa không? Biết TPbI = 1,1 . 10-9.
2

2+

-

Pb
+ 2I
PbI2↓
Nồng độ các ion sau khi trộn:
[Pb2+] = [I-] = 5.10-3 mol/l
[Pb2+] . [I-]2 = 1,25 .10-7 > TPbI
Vì vậy có kết tủa đƣợc tạo ra.
Nồng độ KI sau khi pha loãng 100 lần là 10-4 mol/l.
Nồng độ các ion sau khi pha trộn:
[Pb2+] = 5.10-3 mol/l; [I-] = 5.10-5 mol/l
[Pb2+] . [I-]2 = 1,25 .10-11 < TPbI
Vì vậy khơng có kết tủa đƣợc tạo ra.
* Điều kiện hòa tan kết tủa

Để hịa tan một chất điện li ít tan thì phải thêm vào dung dịch một chất nào đó có
khả năng kết hợp với một trong các ion của chất điện li, làm cho tích số nồng độ của
các ion nhỏ hơn tích số tan
Ví dụ: Hịa tan FeS bằng dung dịch HCl
FeS(r)
Fe2+ + S2(1)
+
HCl
H + Cl
(2)
S2- + H+
H2 S
(3)
2Do (3) nên nồng độ S giảm xuống làm [Fe2+][S2-] < TFeS và làm cho cân bằng
chuyển dịch sang chiều thuận tức chiều làm hòa tan FeS.
2

2

21


Câu hỏi ơn tập
1. Viết phƣơng trình điện li của các chất sau:
a). HNO3, HClO4, H2S, H3PO4
b). NaOH, NH4OH, Ba(OH)2
c). Al(OH)3, K2CO3, NaHCO3
2. Hòa tan 3,65 gam HCl thành 2 lít dung dịch (A) và 0,01 mol Ba(OH)2 thành 2 lít
dung dịch (B). Tính nồng độ các ion trong từng dung dịch trên
3. Tìm hằng số điện li của CH3COOH biết rằng trong dung dịch 0,1M độ điện li của

nó là 1,32 .
4. Tìm độ điện li acid HCN 0,05M, biết K = 7.10-10
5. Tìm nồng độ ion H+ trong dung dịch HNO2 0,1M. Biết K = 5.10-4
6. Những đại lƣợng nào đặc trƣng cho độ mạnh một acid, độ mạnh một baz.
7. Mối liên hệ giữa hằng số acid và hằng số baz của một cặp acid- baz liên hợp?
8. Tích số ion của nƣớc là gì?Chỉ số hydro của dung dịch là gì?
+
9. Tìm [H3O ] ở 25°C, biết [OH ] = 2.10-4M
10. Biết [H3O+ = 0,004M, tính pH của dung dịch.
11. Tìm [OH ] trong dung dịch có pH = 10,8
+
12. Tìm pH và pOH của một dung dịch có [H3O ] = 2,5.10-2
13. Biết pKA (CH3COOH) = 4,73. Tính pKB(CH3COO-)
14. Tìm pH dung dịch acid HCl 10-4M
15. Tìm pH dung dich KOH 10-7M (25°C)
16. Tính tích số tan của BaSO4, biết độ tan của nó ở 20°C là 1,05.10-5M
17. Tìm độ tan của CaC2O4 biết rằng tích số tan của CaC2O4 = 2,57.10-9

22


BÀI 2: DUNG DỊCH VÀ NỒNG ĐỘ
2.1 Khái niệm về dung dịch
2.1.1 Các hệ phân tán và dung dịch
Dung dịch là các hệ phân tán nhƣng không phải hệ phân tán nào cũng là dung
dịch. Hệ phân tán là những hệ trong đó có ít nhất 1 chất phân bố (gọi là chất phân tán)
và 1 chất khác (gọi là mơi trƣờng phân tán) dƣới dạng các hạt có kích thƣớc nhỏ bé
Tùy thuộc vào trạng thái tập hợp của hệ phân tán và môi trƣờng phân tán mà ta
sẽ có các hệ phân tán sau :
Khí – Khí

Khí – Lỏng
Khí – Rắn
Lỏng – Khí
Lỏng – Lỏng
Lỏng – Rắn
Rắn – Khí
Rắn – Lỏng
Rắn– Rắn
Tuy nhiên tùy theo kích thƣớc của các hạt , ngƣời ta chia làm 3 loại hệ phân tán .
* Hệ phân tán thơ : Kích thƣớc các hạt > 10–3cm , do đó ta có thể nhìn thấy các
hạt bằng mắt thƣờng hoặc bằng kính hiển vi quang học . Tùy thuộc vào trạng thái của
chất phân tán mà ngƣời ta phân biệt dạng huyền phù hay nhũ tƣơng.
- Dạng huyền phù thu đƣợc khi có sự phân bố hạt chất rắn trong chất lỏng .
Ví dụ: Các hạt đất sét lơ lửng trong nƣớc.
- Dạng nhũ tƣơng thu đƣợc khi có sự phân bố hạt chất lỏng trong chất lỏng .
Ví dụ: Sữa là hệ nhũ tƣơng điển hình gồm các hạt mỡ lơ lửng trong chất lỏng.
- Các hệ phân tán thô không bền vì các hạt phân tán có kích thƣớc q lớn so với
phân tử và ion nên dễ dàng lắng xuống .
* Hệ phân tán cao (hệ keo ) : Các hạt phân tán có kích thƣớc trong khoảng 10–
5
đến 10–7cm , do đó để quan sát đƣợc các hạt phải dùng kính siêu hiển vi có độ phóng
đại lớn .
Ví dụ: Gelatine, keo dán, sƣơng mù, khói .
Các hệ keo cũng khơng bền vì các hạt keo dễ liên hợp nhau thành hạt có
kích thƣớc lớn hơn và lắng xuống .
* Dung dịch : Khi các hạt có kích thƣớc ở phân tử hay ion nghĩa là < 10–7cm thì
các hệ phân tán trở thành đồng thể và đƣợc gọi đơn giản là dung dịch.
Kích thƣớc vơ cùng bé nhỏ của các hạt làm cho chúng phân bố đồng đều trong
môi trƣờng và dẫn đến sự đồng nhất về thành phần, cấu tạo và tính chất trong tồn bộ
thể tích của hệ, cũng nhƣ làm cho hệ rất bền không bị phá hủy khi để yên theo thời

gian . Ví dụ: Hòa tan đƣờng và muối ăn vào nƣớc, các hạt đƣờng phân tán dƣới dạng
phân tử, còn các hạt muối phân tán dƣới dạng ion .
Từ các khái niệm trên, ta có thể định nghĩa dung dịch nhƣ sau : Dung dịch là hệ
đồng thể gồm hai hay nhiều chất mà thành phần của chúng có thể thay đ i trong một
giới hạn rộng”.
Bảng 2.1 Tóm t t hệ phân tán theo kích thước tiểu phân
Hệ
Hệ phân tán thơ
* Huyền phù
* Nhũ tƣơng
Hệ keo
Dung dịch

Kích thước tiểu phân ( cm )
> 10–5

Độ bền theo thời gian

Không bền

10–5 – 10–7

Không bền

< 10–7

Bền

23