Họ và tên : Phạm Minh Tiến MSSV: 1014220
Họ và tên : Nguyễn Thị Thư MSSV: 1014212
Mã số thực tập : T3 - 17
Thứ ba, ngày 06 tháng 03 năm 2012
BÁO CÁO THỰC TẬP PHÂN TÍCH
PHƯƠNG PHÁP ACID – BASE
Dung dịch chuẩn gốc sử dụng:
- Acid oxalic (H
2
C
2
O
4
) C
N
= (0,100000 ± 0,000035) N
pK
a1
= 1,25 pK
a2
= 4,27
- Borax (Na
2
B
4
O
7
.10H
2
O C
N
= (0,100000 ± 0,000015) N
Acid boric (H
3
BO
3
) có pK
a
= 9,24
I. Xác định chính xác nồng độ NaOH ~ 0,1N theo chất gốc.
1. Nguyên tắc:
- Khi pha dung dịch chuẩn độ từ dung dịch cho trước trong phòng thí nghiệm, có thể
trong quá trình bảo quản, nồng độ của NaOH có thể giảm đi do tác dụng với CO
2
hòa tan trong
nước.
- Ta sử dụng dung dịch H
2
C
2
O
4
để chuẩn độ dung dịch NaOH vừa pha ở trên.
- Phương trình chuần độ: H
2
C
2
O
4
+ 2OH
-
C
2
O
4
2-
+ 2H
2
O
- Vì hai giá trị pK
a
của H
2
C
2
O
4
quá gần nhau nên ta tiến hành chuẩn độ luôn cả 2 nấc.
F = 1,999 : dung dịch chứa 99,9% C
2
O
4
-
và 0,1% HC
2
O
4
-
pH = pK
2
+ lg = 4,14 + 3 = 7,14
F = 2,000 : dung dịchchứa 100% C
2
O
4
2-
pH = 14 - (pK
b
+pC
0
) =14 - (9,86+1)= 8,57
F = 2,001 : dung dịch chứa 100% C
2
O
4
2-
và 0,1% OH
-
pOH = -lg(0,001*C
0
) = 4 → pH = 10,00
- Khoảng bước nhảy là 7,14 ÷ 10,00 điểm cuối của phép chuẩn độ ứng với pH = 8,57. Do đó, ta
sử dụng chỉ thị màu phenolphatalein 0,1% (pT = 9)
2. Lưu ý :
- NaOH rắn là chất tinh thể màu trắng rất hút ẩm, dễ dàng phản ứng với CO
2
của không
khí nên thành phần không ổn định nên không được dùng làm chất gốc. Để có dung dịch
chuẩn độ NaOH cần pha lại dung dịch NaOH từ dung dịch NaOH bão hòa và xác định
chính xác nồng độ. Vì nồng độ NaOH bão hòa thì có nồng độ tương đối chính xác , giúp
ta pha dung dịch có nồng độ gần với nồng độ ta cần pha.
- Chỉ thị chuẩn độ kết thúc sau điểm tương đương, kết thúc lúc có màu trung gian , nên chỉ
cần chuẩn độ đến lúc có màu hồng nhạt, để sai số nhỏ.
3. Kết quả:
Chỉ thị phenolphthalein 0,1% (pT = 9)
V
1
(ml) V
2
(ml) V
3
(ml) V
tb
(ml)
Acid oxalic 10,00 10,00 10,00 10,00
NaOH 9,80 9,90 9,85 9,85
V
(H2C2O4)
= 10,00± 0,02 mL
V
(NaOH)
= 9,85 + 0,02 =9,87 mL
Nồng độ đương lượng của NaOH:
( ) ( )
2 2 4 N 2 2 4
N
V H C O * C H C O
10,00 * 0,100000
C (NaOH) 0,101317N
V(NaOH) 9,87
= = =
0,95;N NaOH
−
ε = ±
( )
( ) ( )
( )
( )
2 2
2
pipet
N 2 2 4
buret
N
N 2 2 4
2 2 4
1,96*
H C O
1,96*
C NaOH *
C H C O
V NaOH * n V H C O * n
σ
ε
σ
+ +
= ±
2 2
2
1,96*0,05 1,96*0,020 0,000035
0,101317* 0,00063N
0,100000
9,87* 3 10,00* 3
+ + =
C
N
(NaOH) = (0,10132
±
0,00063) N
Độ chính xác:
( )
P
N
0,00063
1 1 0,994(99,4%)
C NaOH 0,10132
ε
− = − =
4. Nhận xét:
- Độ chính xác của phép chuẩn độ lại NaOH là 99,4% nên ta có thể sử dụng dung dịch
NaOH này làm “chất chuẩn” để tiến hành xác định nồng độ của các chất khác.
- Cần chú ý khi pha dung dịch NaOH xong phải bảo quản cẩn thận, hạn chế để dung dịch
tiếp xúc với không khí, vì NaOH sẽ hấp thụ CO
2
làm sai lệch nồng độ NaOH đã tính được.
- Vì NaOH pha được sẽ được dùng để chuẩn độ cho các thí nghiệm phía sau nên cần tiến hành
thí nghiệm này cẩn thận, chính xác để tính được nồng độ NaOH đúng nhất, để tránh sai số ở
những tính toán của những thí nghiệm sau bởi vì lan truyền sai số sẽ gây ra sai lệch lớn rất
đáng tiếc.
- Khi tiến hành pha loãng NaOH ta không nên dùng dd NaOH 3M hay 6M có sẵn trong phòng
thí nghiệm mà nên dùng NaOH bão hòa 19M vì dung dịch NaOH loãng để trong không khí sẽ
chứa ion CO
3
2-
, dung dịch NaOH bão hoà 19M nếu có ion CO
3
2-
sẽ kết tinh muối Na
2
CO
3
rắn
lắng xuống dưới.
- Hiện tượng ta quan sát được là dung dịch trong erlen chuyển sang màu hồng nhạt và
không biến mất trong 30s. Như vậy, điểm tương đương của phép chuẩn độ gần với điểm cuối
của phép chuẩn độ.
- Trong quá trình chuẩn độ, hạn chế lắc erlen quá nhiều và mạnh vì NaOH sẽ phản ứng với CO
2
trong không khí làm giảm nồng độ NaOH trong dung dịch, sẽ làm kết quả chuẩn độ không
được chính xác.
II. Xác định nồng độ H
2
SO
4
bằng NaOH.
1. Mục đích:
- Xác định chính xác nồng độ của H
2
SO
4
.
- Quá trình phân ly của H
2
SO
4
:
H
2
SO
4
+ 2OH
-
SO
4
2-
+ H
2
O
- Vì acid H
2
SO
4
là acid mạnh (pT<4) nên ta chuẩn độ cả hai nấc.
F = 1,999 : dung dịch chứa 99,9% SO
4
2-
và 0,1%HSO
4
2-
pH = pK
2
+ lg = 1,9 + 3 = 4,90
F = 2,000 : dung dịch chứa 100% SO
4
2
pH = 7,00
F = 2,001 : dung dịch chứa 100%SO
4
2-
và 0,1% OH
-
pH = 14 - lg(0,001C
0
) = 10,00
- Khoảng bước nhảy 4,90 ÷ 10,00 nên ta có thể sử dụng phenolphthalein 0,1% (pT = 9)
2. Kết quả:
Chỉ thị phenolphthalein 0,1% (pT = 9)
V
1
(mL) V
2
(mL) V
3
(mL) V
tb
(mL)
H
2
SO
4
5,00 5,00 5,00 5,00
NaOH 9,10 9,15 9,20 9,15
V(H
2
SO
4
) = (5,00 ± 0,01) mL
V(NaOH) = 9,15 + 0,02 = 9,17 mL
( )
( ) ( )
( )
N
N 2 4
2 4
C NaOH *V NaOH
0,10132*9,17
C H SO 0,18582N
V H SO 5,00
= = =
( )
N 2 4
H SOε
=
( )
( ) ( )
( )
( )
2 2
2
0,95;f n,V
N
X
N 2 4
N
2 4
t *s
NaOH
1,96 *
C H SO
C NaOH
V NaOH * n V H SO * n
ε
σ
+ +
= ±
2 2
2
4,30*0,05013 1,96*0,020 0,00063
0,18582* 0,0029N
0,10132
9,17* 3 5,00* 3
+ + = ±
C
N
(H
2
SO
4
) = (0,1858
±
0,0029) N
3. Nhậnxét:
H
2
SO
4
là acid mạnh đa nấc, nấc thứ nhất mạnh nên phân li hoàn toàn, nấc thứ hai phân li với
pKa = 1,92, vậy khi chuẩn độ như là chuẩn độ acid đơn nấc với đường cong chuẩn độ chỉ có 1
bước nhảy và 1 điểm tương đương như của phép chuẩn độ HCl, chỉ khác tỉ lệ thể tích là 2:1;
đồng thời phép chuẩn độ này nếu dùng môi trường khác nước thì có thể chuẩn độ riêng biệt 2
nấc của acid, biểu diễn được 2 điểm tương đương trên đường cong chuẩn độ. Nhưng ở trong
môi trường nước thì cũng xem như đây cũng là phản ứng đặc trưng cho chuẩn độ của acid
mạnh và base mạnh.
III. Xác định nồng độ H
3
PO
4
bằng NaOH.
1. Nguyên tắc:
- Xác định chính xác nồng độ của H
3
PO
4
- Quá trình phân ly của H
3
PO
4
:
H
3
PO
4
+ OH
-
→ H
2
PO
4
-
+ H
2
O
H
2
PO
4
-
+ OH
-
→ HPO
4
2-
+ H
2
O
HPO
4
2-
+ OH
-
→ PO
4
3-
+ H
2
O
- Vì nấc 3 phân ly quá yếu nên ta chỉ xét đến sự phân ly của nấc 1 và nấc 2
- Khoảng bước nhảy của nấc 1 là 4,12 ÷ 5,21 và điểm cuối có pH = 4,67, ta dùng chỉ thị
hỗn hợp có pT = 5,1. Khoảng bước nhảy của nấc 2 là 9,21 ÷ 10,36 và điểm cuối có pH
= 9,78, ta dùng chỉ thị hỗn hợp có pT = 10,2.
2. Lưu ý:
- Chuẩn độ nấc 1 kết thúc trước điểm tương đương, màu kết thúc chuẩn độ là màu trung
gian. chuẩn độ nấc thứ nhất: Dùng pipet lấy 10mL dung dịch H
3
PO
4
cho vào erlen
250mL, cho vào 1 giọt chỉ thị pT = 5,1; dung dịch không màu chuyển sang màu đỏ nho
nhạt. Lần đầu tiến hành chuẩn độ cho nhanh từng 1mL NaOH xuống, tay phải lắc mạnh
và đều erlen sao cho dung dịch trong erlen xoay xoáy tròn đều. Chuẩn cho tới khi dung
dịch trong erlen chuyển từ màu đỏ nho nhạt sang có màu lục thì ghi nhận thể tích V
0
.
- Chuẩn độ nấc hai kết thúc sau điểm tương đương, màu kết thúc chuẩn độ là màu trung
gian. Lần chuẩn thứ hai xả nhanh NaOH xuống gần V
0
, sau đó cho từ từ cẩn thận thật
chậm từng giọt NaOH xuống, vừa lắc đều, vừa quan sát kĩ erlen, đến khi cho thêm 1 giọt
nữa thấy dung dịch chuyển vàng nhạt sang mất màu vàng và có màu tím bền, là ngừng
chuẩn độ, ghi nhận thể tích NaOH.
3. Kết quả:
Nấc 1: chỉ thị hỗn hợp có pT = 5,1
Nấc 2: chỉ thị hỗn hợp có pT = 10,2
V
1
(mL) V
2
(mL) V
3
(mL) V
tb
(mL)
H
3
PO
4
10,00 10,00 10,00 10,00
NaOH
Nấc 1 7,80 7,85 7,83 7,83
Nấc 2 15,80 15,83 15,75 15,78
Nấc 1:
V(H3PO4) = (10,00 ± 0,02) mL
V(NaOH) = 7,83 + 0,01 = 7,84 mL
Nồng độ mol của H
3
PO
4
:
( )
( ) ( )
( )
N
M 3 4
3 4
C NaOH *V NaOH
0,10132 * 7,84
C H PO 0,07943M
V H PO 10,00
= = =
3 4
0,95;C H PO
−
ε =
±
( )
( )
( )
( )
3 4
2
2
2
pipet
0,95;f n,V1
N
M 3 4
N
H PO
NaOH
1,96*
t *s
NaOH
C H PO *
C NaOH
V * n V * n
σ
ε
+ +
= ±
2 2
2
4,30*0,025 1,96*0,02 0,00063
0,07943* 0,00082M
0,10132
7,84* 3 10,00* 3
+ + = ±
C
N
(H
3
PO
4
) = (0,07943
±
0,00082) M
Nấc 2:
V(H3PO4) = (10,00 ± 0,02) mL
V(NaOH) = 15,78 + 0,02 = 15,80 mL
Nồng độ mol của H
3
PO
4
:
( )
( ) ( )
( )
N
M 3 4
3 4
C NaOH *V NaOH
0,10132 * 15,80
C H PO 0,08004M
2*V H PO 2 * 10,00
= = =
3 4
0,95;C H PO
−
ε =
( )
( )
( )
( )
3 4
2
2
2
pipet
0,95;f n,V2
N
M 3 4
N
H PO
NaOH
1,96*
t *s
NaOH
C H PO *
C NaOH
V * n V * n
σ
ε
± + +
=
2 2
2
4,30*0,04 1,96*0,02 0,00063
0,08004* 0,00073M
0,10132
15,80* 3 10,00* 3
± + + = ±
C
M
(H
3
PO
4
) = (0,08004
±
0,00073) M
4. Nhậnxét:
- Khi chuẩn độ acid H
3
PO
4
bằng NaOH, ta dùng chất chỉ thị hỗn hợp pT=5,1 cho nấc 1
và pT = 10,2 cho nấc 2, nhờ vào sự chuyển màu rõ rệt (đột ngột từ đỏ nho sang xanh
lục cho trường hợp pT = 5,1, không đợi đến lúc màu lục thật đậm mới kết thúc chuẩn
độ vì như vậy chắc chắn pH cuối đã vượt qua điểm tương đương, khi vừa mới quan
sát thấy sự chuyển màu (màu đỏ đột ngột chuyển sang 1 màu khác hẳn màu đỏ thì
dừng chuẩn độ). Với chỉ thị hỗn hợp pT = 10,2, khi màu vàng chuyển sang màu ánh
tím thì ta kết thúc chuẩn độ.
- Ta dùng chỉ thị hỗn hợp mà không dùng chỉ thị đơn là vì việc quan sát màu trung gian
sẽ rất khó bởi việc chuẩn độ H
3
PO
4
riêng từng nấc chỉ đạt độ chính xác 99% mà
khoảng bước nhảy lại hẹp.
IV. Xác định nồng độ hỗn hợp H
2
SO
4
+ H
3
PO
4
bằng NaOH.
1. Mục đích:
- Xác định chính xác nồng độ hỗn hợp đã cho H
2
SO
4
+ H
3
PO
4
( trộn 3mL H
2
SO
4
và 7mL
H
3
PO
4
)
- Đối với acid mạnh là H
2
SO
4
ta chuẩn luôn cả hai nấc:
H
2
SO
4
+ 2OH
-
SO
4
2-
+ 2H
2
O
- H
3
PO
4
là acid tương đối yếu nên ta có thể chuẩn độ từng nấc:
Nấc 1: H
3
PO
4
+ OH
-
H
2
PO
4
-
+ H
2
O
Nấc 2: H
2
PO
4
-
+ OH
-
HPO
4
2-
+ H
2
O
2. Kết quả :
Nấc 1: chỉ thị hỗn hợp có pT = 5,1
Nấc 2: chỉ thị hỗn hợp có pT = 10,2
V
1
(mL) V
2
(mL) V
3
(mL) V
tb
(mL)
H
3
PO
4
+ H
2
SO
4
10,00 10,00 10,00 10,00
NaOH
Nấc 1 11,40 11,30 11,35 11,35
Nấc 2 15,90 15,93 16,00 15,94
V
(hỗn hợp)
= (10,00 ± 0,02) mL
V
NaOH-I
= 11,35 + 0,02 = 11,37 mL
V
NaOH-II
= 15,94 + 0,02 = 15,96 mL
Nồng độ acid H2SO4 :
( )
( ) ( ) ( )
M I II
M 2 4
hh
C NaOH * 2V V 0,10132* 2 * 11,37 15,96
C H SO 0,03435M
2V 2*10,00
− −
= = =
Đặt: W
I
= 2*11,37
−
15,96 = 6,78 mL
I II
2 2
2 2
0,95;2 3,V 0,95;2 3,V
0,95;W1
2* t *s t *s
2* 4,30* 0,05 4,30*0,05
0,278
3 3 3 3
ε = ± + = + = ±
2 4
0,95;C H SO
−
ε =
±
( )
( )
( )
H SO
2 4
2 22
pipet
0,95;W1
N
M
N
hh
1,96*
NaOH
C
V NaOH C NaOH
V * 3
σ
ε
ε
+ +
=
2
2 2
0,278 1,96*0,02 0,00063
0,03435* 0,0014M
6,78 0,10132
10,00* 3
± + + = ±
C
N
(H
2
SO
4
) = (0,0344
±
0,0014) M
Nồng độ H3PO4 :
( ) ( ) ( )
II I M
M 3 4
hh
V V *C NaOH 15,94 11,35 *0,10132
C (H PO ) 0,04651M
V 10,00
− −
= = =
Đặt: W
II
= 15,94 − 11,35 = 4,59 mL
I II
2 2
2 2
0,95;2 3,V 0,95;2 3,V
0,95;W2
t *s t *s
4,30 *0,05 4,30 *0,05
0,176
3 3 3 3
ε = ± + = + = ±
3 4
0,95;C H PO
−
ε =
±
( )
( )
( )
( )
2 2
2
pipet
N
buret
M 3 4
N
hh
1,96*
NaOH
C H PO
V NaOH C NaOH
V * 3
σ
ε
ε
+ +
= ±
2
2 2
0,176 1,96*0,02 0,00063
0,04651. 0,0018M
4,59 0,10132
10,00* 3
+ + = ±
C
M
(H
3
PO
4
) = (0,0465
±
0,0018) M
3. Nhậnxét:
- Do nấc thứ nhất của H
3
PO
4
yếu hơn nấc thứ hai của H
2
SO
4
nên độ chính xác của mỗi
phép chuẩn độ ở mỗi nấc trong thí nghiệm này đều bị lệ thuộc vào H
3
PO
4
với độ
chính xác 99%.
- Lần đầu tiến hành chuẩn độ cho nhanh từng giọt NaOH, tay phải lắc mạnh và đều
erlen sao cho dung dịch trong erlen xoay xoáy tròn đều. Chuẩn cho tới khi dung dịch
trong erlen chuyển từ màu đỏ nho nhạt sang có màu lục thì ghi nhận thể tích V
0
NaOH. Lần chuẩn thứ hai xả nhanh NaOH xuống gần V
0
, sau đó cho từ từ cẩn thận
thật chậm từng giọt NaOH xuống, vừa lắc đều, vừa quan sát kĩ erlen, đến khi cho
thêm 1 giọt nữa thấy dung dịch chuyển từ màu đỏ nho nhạt sang mất màu đỏ và có
màu lục rất nhạt, bền là ngừng chuẩn độ, ghi nhận thể tích NaOH
- Chuẩn độ nấc 1 bây giờ có cả sự tham gia của H
+
từ H
2
SO
4
nên việc chuẩn độ diễn ra
diễn ra chậm, tỉ lệ thể tích không phải 1 : 2 nữa, và việc xác định màu trung gian
(xám ánh xanh) để tránh sai số quá lớn gặp khó khăn.
V. Xác định hàm lượng N (%) trong NH
4
Cl bằng phương pháp chuẩn độ thay thế.
1. Mục đích:
- Ion NH
4
+
tạo ra khi hòa tan NH
4
Cl là 1 đơn acid rất yếu nên không thể chuẩn độ trực
tiếp NH
4
+
bằng NaOH. Do đó, ta phải chuyển ion NH
4
+
sang dạng acid liên hợp của
urotropin.
- Lúc đó, tính acid tăng lên và có thể tiến hành chuẩn độ với NaOH.
- Phương trình chuẩn độ:
- Khoảng bước nhảy của quá trình chuẩn độ tính gần đúng là 7,13 ÷ 11 hoặc 8,13 ÷
10,0. Do đó, ta chọn chỉ thị phenolphthalein 0,1% (pT = 9) là phù hợp nhất.
2. Kết quả:
Chỉ thị phenolphthalein 0,1% (pT = 9)
V
1
(mL) V
2
(mL) V
3
(mL) V
tb
(mL)
16,60 16,70 16,50 16,50
V (NH
4
Cl) = (10,00 ± 0,02) mL
V (NaOH) = (16,50 + 0,05) = 16,55 mL
Tính T
NaOH/N
:
T
NaOH/N
= NnaOH * 14,0067 / 1000 = 0,10132*14,0067/1000 = 0,001419.
Tính %N:
NaOH/N NaOH binhmuc
pipet
T *V *V
0,001419 * 16,55 * 100,0
%N *100 *100 23,48412%
V *a 10,00*1
= = =
0,95;%N
ε
= ±
( )
4
2
2
2
pipet
0,95;f 3,V 0,95;N NaOH
N
NaOH NH Cl
1,96*
t *s
%N*
C NaOH
V * 3 V * 3
−
σ
ε
+ +
= ±
2 2
2
4,30*0,05101 1,96*0,02 0,00063
23,48412* 0,00010
0,10132
16,55* 3 10,00* 3
+ + = ±
%N = (23,48412 ± 0,00010)%.
3. Nhậnxét:
- Có bước chuẩn độ lại HCHO trước bằng dung dịch NaOH với chỉ thị là phenolphtalein,
nhưng đây chỉ tiến hành chuẩn độ một lần, nên phải tiến hành cẩn thận cho vừa đủ lượng
NaOH làm dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt bền, không để dư NaOH nhiều vì sẽ
ảnh hưởng đến kết quả lúc chuẩn độ sau.
- Phép chuẩn độ này chỉ đạt được độ chính xác 96,4% vì ngoài sai số hệ thống, có thể do 1
số trường hợp như sau:
• Lượng HCHO cho vào chưa đủ để chuyển hóa hoàn toàn ion NH4
+
• Lượng NaOH cho vào để trung hòa HCOOH quá nhiều, nên lượng dư NaOH đó,
tham gia trực tiếp vào quá trình chuẩn độ, làm quá trình chuẩn độ bị mắc sai số .
VI. Xác định nồng độ HCl theo chất gốc Borax.
1. Mục đích :
- Dùng chất chuẩn gốc tinh thể borax Na
2
B
4
O
7
.10H
2
O để xác định lại nồng độ dung
dịch HCl.
- Phương trình chuẩn độ: B
4
O
7
2-
+ 2H
+
+ 5H
2
O 4H
3
BO
3
.
- Ta thấy thực chất của phản ứng chuẩn độ là phản ứng trung hòa đơn baz yếu H
2
BO
3
-
bằng đơn acid mạnh HCl. Acid boric H
3
BO
3
có pKa= 9,24 nên đơn baz yếu H
2
BO
3
-
có
pKb=4,76 nên ta có thể chuẩn độ dung dịch HCl.
2. Kết quả:
Chỉ thị hỗn hợp có pT = 5,4
V
1
(mL) V
2
(mL) V
3
(mL) V
tb
(mL)
Borax 10,00 10,00 10,00 10,00
HCl 10,20 10,25 10,20 10,22
V
borax
= ( 10,00 ± 0,02) mL
V
HCl
= 10,22 + 0,02 = 10,24 mL
Nồng độ đương lượng của HCl:
( )
( )
N borax borax
N
C *V
0,100000*10,00
C HCl 0,097656N
V HCl 10,24
−
= = =
( )
N
HCl
ε
= ±
( )
2 2
2
pipet
0,95;f 3,V
N borax
N
N borax
HCl borax
1,96*
t *s
C HCl
C
V * 3 V * 3
−
−
σ
ε
+ +
= ±
2 2
2
4,30*0,02892 1,96*0,02 0,000015
0,097656* 0,00072N
0,100000
10,24* 3 10,00* 3
+ + = ±
C
N
(HCl) = (0,09766
±
0,00072) N
Độ chính xác:
( )
( )
N
N
HCL
0,00072
1 1 0,993(99,3%)
C HCl 0,09766
ε
− = − =
3. Nhậnxét:
Cũng giống như NaOH, dung dịch HCl pha được sẽ được dùng để chuẩn độ cho các thí
nghiệm phía sau nên cần tiến hành thí nghiệm này cẩn thận, chính xác để tính được nồng
độ HCl đúng nhất, để tránh sai số ở những tính toán của những thí nghiệm sau bởi vì lan
truyền sai số sẽ gây ra sai lệch lớn rất đáng tiếc kết quả.
Khi dùng chỉ thị pT 5.1 thì thể tích chuẩn độ được cũng như chỉ thị pT 5.4
Chất gốc được xác định ở đây là dung dịch borax, có đặc điểm là thành phần ít bị thay
đổi bởi môi trường và khối lượng phân tử lớn(để giúp cho sai số nhỏ) nhưng có nhược
điểm là độ tan trong nước thấp. Cũng có thể dùng chất gốc là Na
2
CO
3
nhưng có nhược
điểm là dễ bị thay đổi thành phần do môi trường CO
2
và hơi H
2
O.
Do đây là phép chuẩn độ để lấy HCl làm chất chuẩn nên ta phải làm thật cẩn thận để
tránh gây sai số cho các phép chuẩn về sau. Ngoài ra, với khoảng bước nhảy pH như trên
ta có 3 chỉ thị để chọn đó là metyl da cam với pT= 4,0, chỉ thị hỗn hợp pT= 5,1, và chỉ
thị Tashiro pT=5,4, trong 3 chỉ thị này ta không nên chọn metyl da cam vì nó sẽ gây ra sai
số thừa lớn.
VII. Xác định nồng độ Na
2
CO
3
bằng HCl.
1. Mục đích:
- Xác định chính xác nồng độ Na
2
CO
3
bằng dung dịch HCl vừa xác định.
- Phương trình chuẩn độ:
CO
3
2-
+ 2H
+
CO
2
+ H
2
O
- Khoảng bước nhảy pH của phép chuẩn đầu tiên sẽ là 8,61 ÷ 8,04 nên ta sẽ chọn chỉ
thị pT = 8,3, khoảng bước nhảy pH của nấc thứ hai sẽ là 4,66 ÷ 2,52 nên ta chọn chỉ
thị metyl da cam (pT=5,1).
2. Kết quả:
Nấc 1: chỉ thị hỗn hợp có pT = 8,3
Nấc 2: chỉ thị methyl da cam
V
1
(mL) V
2
(mL) V
3
(mL) V
tb
(mL)
Na
2
CO
3
10,00 10,00 10,00 10,00
HCl
Nấc 1 11,40 11,50 11,40 11,43
Nấc 2 20,60 20,70 20,60 20,63
Nấc 1:
V (Na
2
CO
3
) = ( 10,00 ± 0,02 ) mL
V
HCl
= 11,43 + 0,02 = 11,45 mL
Nồng độ mol của Na
2
CO
3
:
( )
( ) ( )
( )
N
M 2 3
2 3
C HCl *V HCl
0,09766*11,45
C Na CO 0,11182M
V Na CO 10,00
= = =
( )
N 2 3
Na COε
=±
( )
( )
( )
( )
I
2 3
2
2
2
0,95;2 3,V
pipet
N
M 2 3
N
Na CO
t *s
1,96*
HCl
C Na CO *
C HCl
V HCl * 3 V * 3
σ
ε
+ +
= ±
2 2
2
4,30*0,02892 1,96*0,02 0,00072
0,11182* 0,0012M
0,09766
10,24* 3 10,00* 3
+ + =
C
N
(Na
2
CO
3
) = (0,1118
±
0,0012) M
Nấc 2 :
V (Na2CO3) = ( 10,00 ± 0,02 ) mL
V
HCl
= 20,63 + 0,04 = 20,67 mL
Nồng độ mol của Na
2
CO
3
:
( )
( ) ( )
( )
N
M 2 3
2 3
C HCl *V HCl
0,09766 * 20,67
C Na CO 0,10093M
2* V Na CO 2*10,00
= = =
( )
M 2 3
Na CO
ε
= ±
( )
( )
( )
( )
I
2 3
2
2
2
0,95;2 3,V
pipet
N
M 2 3
N
Na CO
t *s
1,96*
HCl
C Na CO *
C HCl
V HCl * 3 V * 3
σ
ε
+ +
= ±
2 2
2
4,30*0,05731 1,96*0,02 0,00072
0,10093* 0,0010M
0,09766
20,67* 3 10,00* 3
+ + = ±
C
M
(Na
2
CO
3
) = (0,1009
±
0,0010) M
3. Nhận xét:
Trong khi tiến hành chuẩn độ, lần lưu ý các điểm sau:
• Ở nấc 1 cần lắc ít và chuẩn độ nhanh là do ở F=1,04 trong hỗn hợp chuẩn độ lúc
này có 96% NaHCO
3
và 4%H
2
CO
3
. Nếu lắc mạnh sẽ làm mất đi lượng H
2
CO
3
dưới dạng CO
2
, làm cho pH ~ 8,32 trong khi đó chỉ thị có pT = 8,3 nằm ngoài
khoảng bước nhảy. Khi đó dung dịch trở lại màu tím chứ không ở màu vàng
nữa.
• Ở nấc 2, cần lắc mạnh để đuổi bới khí CO
2
không tan trong dung dịch đi, tránh
làm ảnh hưởng đến độ pH của dung dịch.
VIII. Xác định nồng độ hỗn hợp NaHCO
3
+ Na
2
CO
3
bằng HCl.
1. Nguyên tắc:
- Chuẩn độ 1 thể tích chính xác của dung dịch hỗn hợp này bằng dung dịch HCl đến nấc I
để xác định riêng Na
2
CO
3
- Lấy 1 thể tích tương tự khác của dung dịch hỗn hợp này đem chuẩn độ bằng dung dịch
chuẩn HCl đến nấc II để xác định tổng NaHCO
3
+ Na
2
CO
3
- Nấc I: Chỉ chuẩn độ CO
3
2-
(hết V
I
mL)
CO
3
2-
+ H
+
= HCO
3
-
- Nấc I+ II: chuẩn độ CO
3
2-
luôn đến nấc 2 và HCO
3
-
đến nấc 2 (hết V
II
mL)
CO
3
2-
+ 2H
+
= H
2
CO
3
HCO
3
-
+ H
+
= H
2
CO
3
- H
2
CO
3
là 1 acid yếu có pKa
1
= 6,35 và pKa
2
= 10,30. Vì 2 giá trị pKa khác nhau chưa
tới 4 đơn vị nên phép chuẩn độ ở nấc I chỉ chính xác đến độ chính xác 95%. Khoảng
bước nhảy khá hẹp, ứng với pH nằm giữa 8,30 và 8,35 cho nên chất chỉ thị thích hợp
cho chuẩn độ nấc 1 là chỉ thị hỗn hợp pT= 8,3
- Đối với nấc 2, cuối phản ứng tạo ra H
2
CO
3
. Nếu không đun để đuổi H
2
CO
3
thì khoảng
bước nhảy pH tính gần đúng là 4,35 – 3,0, nên chỉ thị thích hợp nhất để chuẩn ở nấc 2
là chỉ thị hỗn hợp có pT= 4,0
2. Tiến hành:
Nấc 1 dùng chỉ thị pT=8,3
Nấc 2 dùng chỉ thị pT=4,0
V
1
(mL) V
2
(mL) V
3
(mL) V
tb
(mL)
NaHCO
3
+ Na
2
CO
3
10,00 10,00 10,00 10,00
HCl
Nấc 1 5,40 5,50 5,45 5,45
Nấc 2 13,45 13,40 13,50 13,45
Nấc 1:
Nồng độ đương lượng của Na
2
CO
3
:
( )
( ) ( )
N
N 2 3
hh
C HCl * V HCl
0,09766 * 5,46
C Na CO 0,05332N
V 10,00
= = =
( )
N 2 3
Na CO
ε
= ±
( )
( )
( )
( )
( )
I
2
2
2
0,95;2 3,V
pipet
N
N 2 3
N
2 3
HCl
t *s
1,96*
HCl
C Na CO
C HCl
V * 3 V Na CO * 3
σ
ε
+ +
= ±
2 2
2
4,30* 0,05000 1,96 *0,02 0,00072
0,05332. 0,0013N
0,09766
5,45* 3 10,00* 3
+ + = ±
C
N
(Na
2
CO
3
) = (0,0533
±
0,0013) N
Tổng 2 nấc :
V
hỗn hợp
= (10,00± 0,02) mL
V
HCl
= 13,45 + 0,02 = 13,47 mL
Nồng độ đương lượng của NaHCO
3
:
( )
( ) ( ) ( )
N II I
N 3
hh
C HCl * V 2V 0,09766 * 13,47 2 * 5,46
C NaHCO 0,02490N
V 10,00
− −
= = =
Đặt : V
a
=V
NaHCO3
= V
2
– 2 V
1
= 13,47 – 2 * 5,46= 2,55 mL
II I
a
2 2
2 2
0,95;2 3;V 0,95;2 3;V
V
II I
t * s t *s
4,30 *0,05000 4,30 *0,0500
2 * 2 * 0,4639
V * n V * n 13,47 * 3 5,46 * 3
ε = + = + =
( )
N 3
NaHCO
ε
= ±
( )
( )
( )
( )
a
2
2
2
V
pipet
N
N 3
a N
3
1,96*
HCl
C NaHCO
V C HCl
V NaHCO * 3
ε
σ
ε
+ +
= ±
2
2 2
0,4639 1,96* 0,02 0,00072
0,02490 * 0,0045N
2,55 0,09766
10,00* 3
+ + =
C
N
(NaHCO
3
) = (0,0249
±
0,0045) N
3. Nhậnxét:
Để giảm thiểu sai số nên chuẩn độ nhanh và không lắc mạnh vì dung dịch của ta đồng thể, mặt
khác hạn chế CO
2
hòa tan, dễ quan sát màu dung dịch thay đổi để điều chỉnh việc chuẩn độ
tránh mắc sai số.
NHẬN XÉT CHUNG:
Trong quá trình việc chọn chỉ thị phải thích hợp để đảm bảo việc nhận ra điểm tương
đương phải rõ ràng. Lựa chọn chỉ thị phải có màu tương phản với màu của dung dịch.
Lượng chỉ thị cho vào tùy theo khả năng quan sát màu người chuẩn độ, tuy nhiên không
nên cho quá nhiều, sẽ ảnh hưởng đến quá trình chuẩn độ vì các chất chỉ thị cũng là acid
yếu.
Với những chuẩn độ có các chất dễ bay hơi hay phản ứng với các chất trong không khí
thì không nên lắc nhiều, mạnh mà nên thao tác nhanh, chính xác để hạn chế ảnh hưởng
đến kết quả chuẩn độ.
Đối với các chất chỉ thị hỗn hợp, có khoảng đổi màu hẹp, màu sắc thay đổi tương phản
có thể nhận biết rõ ràng, gần với điểm tương đương hơn nên thường được dùng thay
chất chỉ thị đơn.
Theo lý thuyết phương pháp chuẩn độ đều có độ chính xác >99%, tuy nhiên về mặt thực
nghiệm thi độ chính xác đó khó đạt được, vì nhiều nguyên nhân:
o Do nồng độ của dung dịch chuẩn không chính xác như lý thuyết, do bị ảnh
hưởng của không khí trong quá trình bảo quản.
o Do tay nghề của người làm thí nghiệm chưa cao.
o Do sai số của dụng cụ.
Do cho thiếu hay dư chỉ thị tạo nên sai số thiếu hay sai số dư.
TRẢ LỜI CÂU HỎI
Câu 1: So sánh độ chính xác của các kết quả phân tích sau đây và sắp xếp thứ tự theo độ
chính xác:
C
NaOH
= (0,10063 ± 0,00037) N (A)
C
HCl
= (0,12965 ± 0,00060) N (B)
= (0,6198 ± 0,0030) g (C)
Trả lời: Độ chính xác của các giá trị như sau:
C
NaOH
:
0,00037
1 99,6%
0,10063
− =
C
HCl
:
0,00060
1 99,54%
0,12965
− =
:
0,0030
1 99,52%
0,6198
− =
Vậy độ chính xác của các kết quả đượ sắp xếp như sau: C < B < A
Câu 2: Nêu nguyên tắc xác định hỗn hợp HCl + H
3
PO
4
Trả lời: Phương trình chuẩn độ đối với chỉ thị pT= 5.1 phản ứng chuẩn độ
H
+
+ OH
-
= H
2
O Tiêu tốn V
a
mL dung dịch NaOH
H
3
PO
4
+ OH
-
= H
2
PO
4
-
+ H
2
O Tiêu tốn V
b
dung dịch NaOH
V
I
= V
a
+ V
b
Khi dùng chỉ thị có pT= 10,2 có phương trình chuẩn độ:
H
+
+ OH
-
= H
2
O tiêu tốn V
a
mL dung dịch NaOH
H
3
PO
4
+ OH
-
= HPO
4
-
+ 2H
2
O Tiêu tốn 2V
b
dung dịch NaOH
V
II
= V
a
+ 2V
b
Khi đó:
C
HCl
=
*
2*
a NaOH
hh
V N
V
=
( )
2* *
2*
I II NaOH
hh
V V N
V
−
C
H3PO4
=
*
b NaOH
hh
V N
V
=
( )
*
II I NaOH
hh
V V N
V
−
Câu 3:Thiết lập công thức ε
0.95,m-Na2CO3
và ε
0.95, m-NaHCO3
Trả lời:
ε
0.95
(Na
2
CO
3
) = m(Na
2
CO
3
).1.96
2
2 22
pipet
HCl binhmuc
I
V
N V
V
HCl I Binhmuc pipet
N V V V
σ
σ σσ
+ + +
Đặt W= V
II
– 2V
I
ε
0.95
(NaHCO
3
) = m(NaHCO
3
)1.96
2
2 2
2
Vpipet
NHCl W Vbimhmuc
HCl Binhmuc pipet
N W V V
σ
σ σ σ
+ + +
II. Kiểm tra mẫu dung dịch
Ta tiến hành pha lại dung dịch chuẩn NaOH và được kết quả như sau:
Chỉ thị phenolphthalein 0,1% (pT = 9)
V
1
(mL) V
2
(mL) V
3
(mL) V
tb
(mL)
Acid oxalic 10,00 10,00 10,00 10,00
NaOH 10,20 10,20 10,30 10,23
V (H
2
C
2
O
4
) = (10,00 ± 0,02) mL
V
(NaOH)
= 10,23 + 0,02 = 10,25 mL
Nồng độ đượng lượng của NaOH:
( ) ( )
2 2 4 N 2 2 4
N
V H C O * C H C O
10,00 * 0,100000
C (NaOH) 0,097656N
V(NaOH) 10,25
= = =
( )
N
NaOH
ε
= ±
( )
( ) ( )
( )
( )
2 2
2
0,95 pipet
0,95 3,V
N 2 2 4
N
N 2 2 4
2 2 4
z *
z *s
H C O
C NaOH
C H C O
V NaOH * 3 V H C O * 3
σ
ε
+ +
= ±
2 2
2
1,96*0,05774 1,96*0,02 0,000035
0,097561* 0,00066N
0,100000
10,25* 3 10,00* 3
+ + =
C
N
(NaOH) = (0,09756
±
0,00066) N
Họ và tên: Phạm Minh Tiến
Mssv: 1014220
Mã số dung dịch kiểm tra : 24
V
1
(mL) V
2
(mL) V
3
(mL) V
tb
(mL)
H
3
PO
4
+ H
2
SO
4
10,00 10,00 10,00 10,00
NaOH
Nấc 1 10,50 10,55 10,55 10,53
Nấc 2 14,10 14,10 14,15 14,12
V
hỗn hợp
= ( 10,00
±
0,02 ) mL
V
NaOH-I
= 10,53 + 0,02 = 10,55 mL
V
NaOH-II
= 14,12 + 0,02 = 14,14 mL
Nồng độ H
2
SO
4
sau khi đã định mức thành 100mL:
( )
( ) ( ) ( )
M I II
M 2 4
hh
C NaOH * 2V V 0,09756* 2 * 10,55 14,14
C H SO 0,033951M
2V 2 * 10,00
− −
= = =
Đặt: W
I
= 2* 10,55 – 14,14 = 6,96 mL
2 2
0,95;f 3;V I 0,95;f 3;V II
W1 0,95
2 2
t *s t *s
2*
n n
4,30*0,02887 4,30*0,02887
2* 0,1603
3 3
− −
−
ε = ± +
= ± + = ±
2 4
0,95;N H SO−
ε
= ±
( )
( )
( )
( )
2 2
2
pipet
W1 0,95
N
M 2 4
N
hh
1,96*
NaOH
C H SO
V NaOH C NaOH
V * 3
−
σ
ε
ε
+ +
= ±
2
2 2
0,1603 1,96*0,02 0,00066
0,03395* 0,00082M
6,96 0,09756
10,00* 3
+ + = ±
C
N
(H
2
SO
4
) = (0,03395
±
0,00082) M
Nồng độ H
3
PO
4
sau khi đã định mức thành 100mL:
( ) ( ) ( )
II I M
M 3 4
hh
V V *C NaOH 14,14 10,55 *0,09756
C (H PO ) 0,03502M
V 10,00
− −
= = =
Đặt: W
II
= 14,14 − 10,55 = 3,59 mL
2 2
0,95;f 3;V I 0,95;f 3;V II
W1 0,95
2 2
t *s t *s
2*
n n
4,30*0,02887 4,30*0,02887
2* 0,1603
3 3
− −
−
ε = ± +
= ± + = ±
3 4
0,95;N H PO−
ε
= ±
( )
( )
( )
( )
2 2
2
pipet
W1 0,95
N
M 3 4
N
hh
1,96*
NaOH
C H PO
V NaOH C NaOH
V * 3
−
σ
ε
ε
+ +
= ±
2
2 2
0,1603 1,96*0,02 0,00066
0,03502. 0,0016M
3,59 0,09756
10,00* 3
+ + = ±
C
M
(H
3
PO
4
) = (0,0350
±
0,0016) M
Nhậnxét:
- Chuẩn độ nấc 1 bây giờ có cả sự tham gia của H
+
từ H
2
SO
4
nên việc chuẩn độ diễn ra diễn ra
chậm, tỉ lệ thể tích không phải 1 : 2 nữa, và việc xác định màu trung gian (xám ánh xanh) để
tránh sai số quá lớn gặp khó khăn.
- Phần thí nghiệm này dựa vào thí nghiệm trên lúc chuẩn độ H
3
PO
4
với cùng chất chỉ
thị và cùng cách tiến hành, do lúc chuẩn độ H
3
PO
4
thì sai lệch nồng độ của dung dịch
khi chuẩn độ bằng 2 phương pháp với 2 chỉ thị khác nhau cũng không đáng kể nên áp
dụng để kết hợp chuẩn độ xác định nồng độ trong hỗn hợp 2 acid, đồng thời do pKa
2
của H
2
SO
4
xấp xỉ pKa
1
của H
3
PO
4
nên có thể chuẩn độ cùng lúc nấc 2 của H
2
SO
4
và
nấc 1 của H
3
PO
4
với cùng chất chỉ thị, tuy nhiên sẽ bị mắc sai số lớn hơn khi chuẩn
độ 2 acid riêng lẻ; còn nấc 2 của H
3
PO
4
thì chuẩn độ bằng chỉ thị khác. Nhưng mà
không phải hỗn hợp 2 chất nào cũng có thể bằng phương pháp chuẩn độ để xác định
nồng độ được.
Họ và tên: Nguyễn Thị Thư
Mssv: 1014212
Mã số dung dịch kiểm tra : 25
V
1
(mL) V
2
(mL) V
3
(mL) V
tb
(mL)
H
3
PO
4
+ H
2
SO
4
10,00 10,00 10,00 10,00
NaOH
Nấc 1 10,40 10,35 10,40 10,38
Nấc 2 14,10 14,10 14,20 14,13
V
hỗn hợp
= ( 10,00
±
0,02 ) mL
V
NaOH-I
= 10,38 + 0,02 = 10,40 mL
V
NaOH-II
= 14,13 + 0,02 = 14,15 mL
Nồng độ H
2
SO
4
sau khi đã định mức thành 100mL :
( )
( ) ( ) ( )
M I II
M 2 4
hh
C NaOH * 2V V 0,09756* 2 * 10,40 14,15
C H SO 0,03244M
2V 2 * 10,00
− −
= = =
Đặt: W
I
= 2* 10,40 – 14,15 = 6,65 mL
2 2
0,95;f 3;V I 0,95;f 3;V II
W1 0,95
2 2
t *s t *s
2*
n n
4,30*0,02887 4,30*0,02887
2* 0,1603
3 3
− −
−
ε = ± +
= ± + = ±
2 4
0,95;N H SO−
ε
= ±
( )
( )
( )
( )
2 22
pipet
W1 0,95
N
M 2 4
N
hh
1,96*
NaOH
C H SO
V NaOH C NaOH
V * 3
−
σ
ε
ε
+ +
