Bài giảng Hóa phân tích - GV. Lại Thị Hiền

BỘ MÔN: HÓA PHÂN TÍCH
GV: LẠI THỊ HIỀN
Email:
Giới thiệu học phần
•
Tên học phần Hóa phân tích
•
Analytical chemistry
•
Số tín chỉ 2
•
Mục tiêu của học phần
Sau khi hoàn tất học phần, sinh viên phải nắm được
những kiến thức về Hoá phân tích, về phân tích định
tính và phân tích định lượng một số chất cơ bản.
•
Mô tả vắn tắt nội dung học phần
Học phần này nhằm cung cấp cho sinh viên những
kiến thức cơ sở, những nguyên lý chung của hóa học
phân tích, bao gồm các phần: chuẩn độ axit-bazơ,
phức chất, oxy hóa khử, tủa, và một số phương pháp
hóa lý khác.
Tài liệu học tập
Sách, giáo trình chính
Giáo trình Hóa phân tích, ĐH Công nghiệp TP.HCM.
Tài liệu tham khảo
•
[1] Nguyễn Thạc Cát, Từ Vọng Nghi, Đào Hữu Vinh (1985), Cơ
sở lý thuyết hóa học phân tích, Xuất bản lần 2, Hà Nội.
•
[2] Lâm Ngọc Thụ (2002), Cơ sở lý thuyết hóa học phân tích,

Huế.
•
[3] Nguyễn Tinh Dung (1991), Hóa học phân tích, phần I. Lý
thuyết cơ sở , NXB Giáo Dục.
•
[4] Lê Xuân Mai, Nguyễn Thị Bạch Tuyết (2000), Giáo trình phân
tích định lượng, NXB Đại học quốc gia Tp. HCM.
•
[5] Hoàng Minh Châu (2002), Cơ sở hóa học phân tích, NXB
Khoa học kỹ thuật Hà Nội.
•
[6] Từ Vọng Nghi (2000), Hóa học phân tích, NXB Đại học quốc
gia Hà Nội.
Giới thiệu học phần

PHẦN THỨ NHẤT: ĐỊNH TÍNH
•
Chương 1. Các khái niệm và định luật cơ bản
•
Chương 2. Phân tích định tính cation nhóm 1
•
Chương 3. Phân tích định tính cation nhóm 2
•
Chương 4. Phân tích định tính cation nhóm 3

PHẦN THỨ HAI: ĐỊNH LƯỢNG
•
Chương 1. Phân tích khối lượng
•
Chương 2. Phân tích thể tích

•
Chương 3. Phân tích axit – bazơ
•
Chương 4. Phân tích oxy hóa- khử
•
Chương 5. Phân tích phức chất
•
Chương 6. Phân tích kết tủa
Nội dung học phần
Nhập môn hóa phân tích

Nội dung và yêu cầu của hóa học phân tích

Phân loại các phương pháp phân tích

Các loại phản ứng hóa học dùng trong hóa
phân tích

Các giai đoạn của một phương pháp phân tích

Các loại nồng độ dùng trong hóa phân tích
Nhập môn hóa phân tích
Fields of chemistry
Physical chemistry
Analytical chemistry

Organic chemistry
Inorganic chemistry
Biological chemistry
Nhập môn hóa phân tích

Nội dung và yêu cầu của hóa học phân tích
•
HPT là khoa học về các phương pháp pt định tính và định
lượng, kiểm tra những quá trình hóa lí và kĩ thuật hóa học
•
Pt định tính: xác định sự hiện diện của các cấu tử trong
mẫu, đánh giá hàm lượng sơ bộ của chúng
•
Pt định lượng: xác định chính xác hàm lượng của cấu tử
trong mẫu:
–
Pp hóa học
–
Pp vật lí
–
Pp hóa lí
Phân loại các phương pháp phân tích

Phân loại theo bản chất của phương pháp:
PP hóa học: bằng pưhh chuyển cấu tử cần xác định thành
hợp chất mới có tính chất đặc trưng để có thể xác định
sự hiện diện và hàm lượng
PP vật lí: xác định bằng nghiên cứu tính chất quang, điện,
từ
PP hóa lí: kết hợp PPVL và PPHH
-
Các pp phổ
-
Các pp điện hóa
-

Các pp sắc kí
Phân loại các phương pháp phân tích

Phân loại theo lượng mẫu phân tích hay kĩ thuật phân tích
Phân tích thô: sử dụng dụng cụ 50 – 500 ml với lượng mẫu
1 – 10 g hoặc 1 – 10 ml
Phân tích bán vi lượng: dụng cụ < 50 ml, lượng mẫu 10
-3
–
1g hay 10
-1
– 1 ml
Phân tích vi lượng: dụng cụ < 1 ml, lượng mẫu 10
-6
– 10
-3
g
hoặc 10
-3
– 10
-1
ml
Phân tích siêu vi lượng: lượng mẫu < 10
-6
g hoặc 10
-3
ml
Các loại phản ứng hóa học dùng trong HPT

Phản ứng oxy hóa khử:

Định tính:
Cl
2
+ I
-

→

I
2
+ Cl
-
I
2
xuất hiện làm xanh giấy tẩm hồ tinh bột
Định lượng:
MnO
4
-
+ Fe
2+
+ H
+
→ Mn
2+
+ Fe
3+
+ H
2
O


Phản ứng trao đổi:
•
Pư acid – baz
•
Pư tạo tủa
•
Pư tạo phức
Yêu cầu đối với thuốc thử dùng trong HPT
•
Độ tinh khiết
•
Tính chọn lọc
•
Tính nhạy
•
Giới hạn phát hiện: VD: giới hạn phát hiện Fe
3+

bằng SCN
-
là 0,25 μg/ml
•
Trơ với môi trường
•
Có phân tử lượng lớn để giảm sai số khi cân
Yêu cầu đối với thuốc thử dùng trong HPT
•
Xảy ra tức thời
•

Xảy ra hoàn toàn theo chiều mong muốn
•
Pư theo tỷ lệ xác định, sản phẩm có thành phần xác định
•
Có dấu hiệu nhận biết rõ ràng
Các giai đoạn của một phương pháp phân tích

Giai đoạn chọn mẫu: đảm bảo tính đại diện của mẫu:
•
Chọn mẫu riêng: chọn ngẫu nhiên
•
Chọn mẫu ban đầu: là mẫu được chọn từ mẫu riêng
•
Mẫu trung bình: mẫu ban đầu được trộn đều và nghiền
nhỏ

Giai đoạn chuyển mẫu thành dung dịch: 2 cách
•
PP ướt: mẫu được hòa tan bằng dung môi thích hợp
(acid, baz, nước, chất oxy hóa mạnh…)
Các giai đoạn của một phương pháp phân tích
-
Dd HCl: hòa tan mẫu: CO
3
2-
, PO
4
3-
, SO
3

2-
…
-
Dd HNO
3
: hòa tan PbS, CuS, các hợp kim
-
Dd H
2
SO
4
đậm đặc: hòa tan các hợp kim
-
Dd HF: hòa tan SiO
3
2-
, SiO
2
•
Phương pháp khô: nung khô các hợp chất khó tan (Al
2
O
3
,
TiO
2
, Cr
2
O
3

…) với các chất: NaOH, Na
2
CO
3
, Na
2
O
2
trong
chén Pt hoặc Ni ở nhiệt độ cao; sau đó hòa tan bằng dd
thích hợp
Yêu cầu: không làm mất mẫu, bẩn mẫu
Các giai đoạn của một phương pháp phân tích

Chọn pppt thích hợp, thực hiện phản ứng
Yêu cầu:
Đo lặp lại nhiều lần để:
Tránh sai số quá lớn
Độ tin cậy của phép đo

Kiểm chứng kết quả, xử lí kết quả phân tích
Các loại nồng độ dùng trong hóa phân tích
•
Độ chuẩn (T): số g hoặc mg chất tan trong 1ml dd
•
Nồng độ phần trăm C%
•
Nồng độ mol C
M
: số mol chất tan trong 1000ml dd

•
Nồng độ molan C
m
: số mol chất tan trong 1000g dung môi
•
Nồng độ phần mol: N
i
= n
i
/N
•
Nồng độ đương lượng C
N
CHƯƠNG 1. CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH LUẬT CĂN BẢN
Khái niệm về độ hòa tan- tích số tan
4
Định nghĩa về sự điện ly, chất điện
ly
1
Tích số ion của nước- thang pH
2
pH trong các hệ axit- bazo
3
Khái niệm cơ bản về phức chất
5
PHẦN 1: ĐỊNH TÍNH
Phản ứng thủy phân
6
•
Khái niệm điện ly

•
Hằng số phân ly dung dịch
•
Hoạt độ, nồng độ, hệ số hoạt độ
•
Hằng số bền và không bền
•
Độ điện ly
•
Mối quan hệ giữa độ điện ly và hằng số
phân ly
1.1. Sự điện ly, chất điện ly
1.1.1. Khái niệm điện ly
Sự điện ly là quá trình phân ly các chất tan thành những
ion mang điện tích trái dấu, các chất trong trạng thái nóng
chảy hay trong dung dịch, có khả năng phân ly thành
những ion mang điện tích trái dấu, làm cho hệ có khả năng
dẫn được điện, gọi là chất điện ly

Phân loại: chất điện ly gồm hai loại:
•
Chất điện ly mạnh: là chất điện ly có khả năng
phân ly hoàn toàn, được biểu thị bằng dấu (→ )
•
Chất điện ly yếu: là chất điện ly không có khả
năng phân ly hoàn toàn, đ ợc biểu thị bằng dấu ƣ
( )
1.1.1. Khái niệm điện ly
1.1.1. Khái niệm điện ly
Ví dụ: dung dịch HCl, NaCl là những dung dịch chất điện ly

mạnh được biểu thị trong dung dịch nước là:
NaCl → Na
+
+ Cl
-
Còn những dung dịch FeCl
2
, Cu(OH)
2
là những dung dịch
chất điện ly yếu đến rất yếu, được biểu thị trong dung dịch
nước là:
FeCl
2
Fe
2+
+ 2Cl
-

1.1. 2. Hằng số phân ly dung dịch
A
n
B
m
nA
m+
+ m B
n-

[ ] [ ]

[ ]
nm
m
n
n
m
cb
BA
BA
K
++
=
.
Gọi là hằng số điện ly hay hằng số phân ly A
m
B
n
. Đây là
một đại lượng đặc trưng cho chất điện ly hoà tan trong một
dung môi nhất định.
1.1.3 Hoạt độ, nồng độ, hệ số hoạt độ
•
Hoạt độ:
a = f.C
–
C: nồng độ (mol/L)
–
f: hệ số hoạt độ (phụ thuộc vào lực ion μ)
•
Lực ion μ:

–
Giả sử dung dịch có i cấu tử với
•
điện tích là Z
1
, Z
2
, …, Z
i
•
nồng độ của từng cấu tử C
1
, C
2
, …, C
i
1.1.3. Hoạt độ, nồng độ, hệ số hoạt độ
•
Nếu μ = 0 → dung dịch rất loãng, tương tác không đáng
kể → f = 1 → a = C
•
Nếu μ ≤ 0,02 thì:
•
Nếu 0,02 < μ ≤ 0,2 thì:
•
Nếu μ > 0,2 thì:
(A: hệ số thực nghiệm)
Ví dụ: Tính a của Al
3+
và SO

4
2-
trong dung dịch hỗn hợp
Al
2
(SO
4
)
3
10
-3
M và (NH
4
)
2
SO
4
10
-3
M
µ
2
2
1
log
ii
Zf −=
µ
µ
+

−=
1
5,0log
2
i
i
Z
f
µ
µ
µ
.
1
5,0log
2
A
Z
f
i
i
+
+
−=