Giáo trinh : Thí nghiệm hóa phân tích part 5 ppsx

GV: Võ H
ồng Thi
37
-
Các phương pháp
xác đ
ịnh nồng độ chứa cấu tử cần xác định b
ằng máy đo quang
đư
ợc sử dụng gồm
phương pháp tr
ực ti
ế
p, phương pháp so sánh, phương pháp thêm
chu
ẩn, ph
ương pháp đư
ờng chuẩn, trong đó ph
ương pháp đư
ờng chuẩn đ
ư
ợc sử
d
ụng rộng r
ãi nh
ất. Sinh vi
ên x
e
m l
ại trong sác
h lý thuy

ết về ph
ương pháp này và cách
áp
d
ụng (sinh vi
ên có th
ể tham khảo ở phần phụ lục
I
nguyên t
ắc xác định
các h
ệ số
c
ủa ph
ương tr
ình h
ồi quy v
à
h
ệ số t
ương quan R c
ủa đ
ư
ờng hồi quy bằng ph
ương
pháp bình ph
ương c
ực tiểu).
III.
Th

ực h
ành:
Xác đ
ịnh nồng độ của SiO
3
2
-
hòa tan trong m
ẫu n
ư
ớc bằ
ng phương
pháp đư
ờng chuẩn
a)
Nguyên t
ắc:
D
ựa tr
ên ph
ản ứng xảy ra giữa silic v
à dung d
ịch Ammonium Molybdate tạo th
ành
ph
ức chất Molybdosilicic có c
ư
ờng độ m
àu t
ỉ lệ với h

àm lư
ợng Silic tan.
Đ
ặc điểm của phản ứng:
-
Ph
ản ứng tr
ên ch
ỉ d
ùng đ
ể xác định
Silic hòa tan. D
ạng Silic không h
òa tan ph
ải
xác đ
ịnh bằng ph
ương pháp khác.
-
Đ
ể có thể áp dụng ph
ương pháp này đ
ể xác định Silic h
òa tan trong m
ẫu n
ư
ớc,
n
ồng độ của nó không lớn h
ơn 10mg/l.

-
Khi đo ph
ải đối chiếu
m
ẫu đo
v
ới mẫu trắng đ
ư
ợc tiến h
ành tr
ên nư
ớc cất với quy
trình hoàn toàn nh
ư m
ẫu thử.
-
Đ
ể loại ảnh h
ư
ởng của PO
4
3
-
(do PO
4
3
-
c
ũng tạo phức với
Ammonium Molybdate),

s
ử dụng a
cid oxalic.
b)
Hóa ch
ất
-
Dung d
ịch HCl 1:1.
-
Dung d
ịch
acid oxalic
H
2
C
2
O
4
10%.
-
Dung d
ịch thuốc thử Ammonium Moly
bdate 10% (AM).
-
Dung d
ịch chuẩn gốc của SiO
3
2
-

n
ồng độ
1000
mg/l đ
ể pha d
ãy chu
ẩn.
-
Dung d
ịch mẫu chứa ion SiO
3
2
-
c
ần xác định nồng độ
c)
Cách ti
ến h
ành:
-
Sinh viên tính toán và pha loãng dung d
ịch chuẩn gốc nồng độ
1000
mg/l thành
dung d
ịch l
àm vi
ệc
n
ồng độ

5
0mg/l
= 50

g/ml
trong bình
đ
ịnh mức
10
0
ml.
-
Sau đó ti
ến h
ành pha lo
ạt dung dịch chuẩn v
à m
ẫu trắng (M
B
) và các m
ẫu thử (M
1
,
M
2
, M
3
) trong
bình
đ

ịnh mức
100
ml theo b
ảng sau:
GV: Võ H
ồng Thi
38
Dung d
ịch chuẩn
(6 bình)
Dung d
ịch mẫu trắng v
à
m
ẫu thử
(
4
bình)
Hóa ch
ất
C
o
C
1
C
2
C
3
C
4

C
5
M
B
M
1
M
2
M
3
V
SiO2
5
0mg/l
(ml)
0
4
8
12
16
2
0
-
-
-
-
V m
ẫu (ml)
-
-

-
-
-
-
-
2
0
2
0
20
V nư
ớc cất (ml)
-
-
-
-
-
-
20
-
-
-
V HCl 1:1 (ml)
2
2
2
2
2
2
2

2
2
2
V thu
ốc thử AM
(ml)
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
L
ắc kỹ dung dịch, để
yên 5
-
10 phút
V
H2C2O4
(ml)
5
5
5
5
5
5

5
5
5
5
Đ
ịnh mức tới vạch
b
ằng n
ư
ớc cất
.
Đ
ậy nắp v
à đ
ảo b
ình vài l
ần.
Đ
ể y
ên dung d
ịch trong 2
-
15 phút
r
ồi đo m
àu
ở b
ư
ớc sóng 410nm
N

ồng độ C
(mg/l)
0
2
4
6
8
10
-
c
ần
tìm
c
ần
tìm
c
ần
tìm
Đ
ộ hấp thu A
0
?
?
?
?
?
0
?
?
?

d)
Tính toán k
ết quả phân tích:
-
T
ừ các số liệu đ
ã
đo đư
ợc, sinh
viên ti
ến h
ành l
ập đ
ư
ờng chuẩn, xác định
các
h
ệ
s
ố của ph
ương tr
ình h
ồi quy
tuy
ến tính
(yêu c
ầu đ
ư
ờng chuẩn phải có hệ số t
ương

quan R


0,99 m
ới l
à đ
ạt y
êu c
ầu) từ đó tính kết
qu
ả của 3 lần đo mẫu
t
ừ ph
ương
trình h
ồi quy tuyến tính đạt y
êu c
ầu
(sau khi đ
ã hi
ệu chỉnh với mẫu trắng) v
à l
ấy giá
tr
ị trung b
ình.
IV. Câu h
ỏi của b
ài th
ực h

ành (tr
ả lời trong báo cáo thí nghiệm)
1.
T
ại sao chỉ sử dụng duy nhất 1 cuvet giữa các lần đo?
2.
T
ạ
i sao ph
ải lọc mẫu thử tr
ư
ớc khi đem tạo phức so m
àu?
GV: Võ H
ồng Thi
39
PH
Ụ LỤC
I.
Phương pháp b
ình ph
ương c
ực tiểu trong xác đ
ịnh các hệ số của đ
ư
ờng
h
ồi quy
Gi
ả sử ta có các cặp kết quả thí nghiệm (x

i
, y
i
) v
ới I : 1
→
n và c
ần xác định a,
b trong m
ối
quan h
ệ y = ax +
b, ngh
ĩa l
à gi
ữa x v
à y có m
ối t
ương quan tuy
ến tính
(trong gi
ới hạn
h
ẹp, mối t
ương quan gi
ữa nồng độ C của mẫu với độ hấp thu A của nó tại một
bư
ớc sóng đ
ơn s
ắc nhất định l

à tuân theo tương quan này)
.
Phương pháp b
ình ph
ương c
ực tiểu cho ta giá trị của
a và b theo công th
ức sau
:













n
1
i
2
n
1
i
i

2
i
n
1
i
n
1
i
i
n
1
i
i
i
i
)
x
(
x
n
y
x
y
x
n
a
















n
1
i
2
n
1
i
i
2
i
n
1
i
n
1
i
i
i
n

1
i
i
i
n
1
i
2
i
)
x
(
x
n
y
x
x
y
x
b
Tuy nhiên, v
ới bất kỳ các số liệu (x
i
, y
i
) ta c
ũng có thể tính đ
ư
ợc hệ số a v
à b tương

ứng.
Như v
ậy ph
ương pháp này không cho chúng ta th
ấy đ
ư
ợc mối quan hệ g
i
ữa x v
à y có
ph
ải
là tuy
ến tính hay không. Để xác định xem x v
à y có quan h
ệ tuyến tính với nhau
hay
không ta dùng h
ệ số t
ương quan R
:




















































n
1
i
2
n
1
i
i
2
i
n
1
i
2
n
1
i
i
2

i
n
1
i
n
1
i
i
n
1
i
i
i
i
y
y
n
x
x
n
y
x
y
x
n
R
H
ệ số t
ương
quan luôn trong kho

ảng [
-
1, 1].
Khi r càng g
ần 0 th
ì quan h
ệ c
àng l
ỏng lẻo,
ng
ư
ợc lại khi r c
àng g
ần 1
ho
ặc
-
1 thì quan h
ệ c
àng ch
ặt chẽ (r > 0 có quan hệ thuận v
à r
< 0 có quan h
ệ nghịch). Tr
ư
ờng hợp r = 0 th
ì gi
ữa x v
à y không có quan h
ệ.

Trong ngành hóa h
ọc
phân tích đ
ịnh l
ư
ợng
, có th
ể kết luận 2 đại l
ư
ợng x v
à y có
quan h
ệ
tuy
ến tính khi R

0.99
. Các
ngành khoa h
ọc khác có thể y
êu c
ầu hệ số t
ương quan l
ớn
hơn hay và nh
ỏ h
ơn tùy tính ch
ất chính xác v
à m
ức y

êu c
ầu.
Khi xây d
ựng các mối quan
h
ệ giữa các đại l
ư
ợng bằng thực nghiệm, ta có thể tiến h
ành nhi
ều lần (l
ặp
l
ại), khi đó kết
qu
ả n
ào có h
ệ số t
ương
quan l
ớn h
ơn s
ẽ đ
ư
ợc
ưu tiên.
Ví d
ụ: ta có kết quả của đ
ư
ờng chuẩn dựng đ
ư

ợc nh
ư sau
GV: Võ H
ồng Thi
40
n
A
= D
(
y
i
)
C (
mg/l
) (
x
i
)
x
i
.y
i
y
i
2
x
i
2
1
0

0
000.00
0.0000
0
2
0.019
50
000.95
0.0004
2500
3
0.092
100
009.20
0.0085
10000
4
0.149
150
022.35
0.0222
22500
5
0.
173
200
034.60
0.0299
40000
6

0.229
250
057.25
0.0524
62500
7
0.263
300
078.90
0.0692
90000
8
0.389
400
155.60
0.1513
160000
9
0.457
500
228.50
0.2088
250000
T
ổng
1.771
1950
587.350
0.5427
637500

ĐƯỜNG CHUẨN
y = 0.0009x - 0.0084
R
2
= 0.9929
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0.5
0
100
200
300
400
500
600
Nồng độ C (mg/l)
Độ hấp thu D (A)
Ta s
ẽ tính đ
ư
ợc a =
0,0009

và b =
-
0,0084
hay
A
=
0,0009C
–
0,0084
H
ệ số t
ương quan R =
0.9929
> 0,99 là đ
ạt y
êu c
ầu
GV: Võ H
ồng Thi
41
II.
Phương pháp n
ội suy số liệu từ kết quả chuẩn độ điện thế
Ví d
ụ kết quả chuẩn độ nh
ư sau, ta s
ẽ lập bảng nội suy
(chú ý

V

trong ví d
ụ
= 0,1)
V (ml)
pH
V
=
2
V
V
1
i
i


pH

V

V
pH


V











V
pH
=
V
pH
2
2


1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
3,66
3,88
4,66
6,32
6,8
7,02
1,15
1,25
1,35
1,
45

1,55
0,22
0,78
1,66
0,48
0,22
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
2,2
7,8
16,6
4,8
2,2
56
88
-
1
1
8
-
26
Th
ực chất của việc xác định V
tđ
chính là đi t
ìm
hoành đ

ộ điểm uốn tr
ên đư
ờng cong
chu
ẩn độ
. Có 2 cách đ
ể xác định giá trị V
tđ
này:
Cách 1
:
V
td
=
V
=
2
1


i
i
V
V
v
ới V
i
và V
i+1
là 2 th

ể
tích có
V
pH


c
ực đại,
ví d
ụ
trong b
ảng số
li
ệu
trên
là V = 1,
35 ml
ứng với
V
pH


=
16
,
6
.
Cơ s
ở toán học của cách tính n
ày

ở
ch
ỗ đạo h
àm c
ấp 1
c
ủa
đi
ểm uốn
(
đư
ờng
cong chu
ẩn độ
)
đ
ạt giá trị cực trị (đồ thị b)
Cách 2
:
Chính xác hơn là cách n
ội suy bằng giá trị
vi phân c
ấp 2.
Cơ s
ở toán học của cách
tính này
là h
oành đ
ộ c
ủa điểm uốn

(
đư
ờng cong chuẩn độ
)
c
ũng l
à
đi
ểm m
à
t
ại đó
đ
ạo h
àm c
ấp 2 của đ
ư
ờng
cong
chu
ẩn độ đạ
t giá tr
ị = 0
.
Như v
ậy giá trị của
hoành đ
ộ điểm uốn x
o
(chính là

V
tđ
đang c
ần t
ìm)
n
ằm trong
kho
ảng m
à qua đó th
ì
đ
ạo h
àm c
ấp 2 đổi
d
ấu
(đ
ồ thị c)
,
ví d
ụ
trong b
ảng số liệu
trên thì
đ
ạo h
àm c
ấp 2 đổi dấu từ
Th

ể tích
ch
ất chuẩn (ml)
V
pH


V
pH
2
2


Th
ể tích
ch
ất chuẩn (ml)
GV: Võ H
ồng Thi
42
1
2
2











V
pH
= 88
sang
2
2
2
V
pH










=
-
188 khi qua 2 đi
ểm 1 v
à 2 tương
ứng,
t
ức l

à V
tđ
c
ần
xác đ
ịnh nằm giữa 2 giá trị t
ương
ứng
v
ới 2 điểm 1 v
à 2 đó
là 1,3 ml và 1,4 ml. Ti
ếp
theo c
ần tính cụ thể giá trị của V
tđ
theo công th
ức sau:
V
tđ
=
2
2
2
1
2
2
2
2
2

1
i
2
2
2
1
2
2
1
2
2
i
V
pH
V
pH
V
pH
V
V
V
pH
V
pH
V
pH
V
V


























































= 1.3 +
88
188
88
1
.

0

= 1.
4
-
88
188
188
1
.
0

= 1.33 ml
GV: Võ H
ồng Thi
43
TÀI LI
ỆU THAM KHẢO
1.
Tr
ần Tứ Hiếu
, 2008,
Phân tích tr
ắc quang phổ hấp thụ UV
-
Vis
, tái b
ản lần 2, H
à N
ội,

NXB Đ
ại học Quốc gia H
à N
ội.
2.
Nguy
ễn Thị Thu Vân (CB), 2006,
Thí nghi
ệm P
hân tích đ
ịnh l
ư
ợng
, Tp H
ồ Chí Minh,
NXB Đ
ại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh.
3.
Nguy
ễn Tinh Dung, 2003,
Hóa h
ọc phân tích định l
ư
ợng
, ph
ần 3, tái bản lần 2, H
à N
ội,
NXB Giáo d
ục.

4.
H
ồ Viết Quý, 2006,
Cơ s
ở Hóa học phân tích hiện đại
, t
ập 1, NXB Đại học S
ư p
h
ạm.
5.
H
ồ Viết Quý, 2006,
Phân tích Lý
-
Hóa
, tái b
ản lần 2, H
à N
ội, NXB Giáo dục.
6.
Ph
ạm Hải T
ùng, Ph
ạm Gia Huệ, 1978,
Hóa h
ọc phân tích
, t
ập 2, H
à N

ội, NXB Y học.
7.
Nguy
ễn Thạc Cát, Từ Vọng Nghi, Đ
ào H
ữu Vinh, 1985,
Cơ s
ở lý thuyết Hóa học phân
tích
,
Hà N
ội, NXB Đại học v
à Trung h
ọc chuy
ên nghi
ệp.
8.
Lê Xuân Mai, Nguy
ễn Bạch Tuyết, 2000,
Giáo trình Phân tích
đ
ịnh l
ư
ợng
, Tp HCM,
NXB Đ
ại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh.
9.
Hoàng Minh Châu (CB), 2007,
Cơ s

ở Hóa học phân tích
, tái b
ản lần 2, H
à N
ội, NXB
Khoa
h
ọc v
à K
ỹ thuật.
10.
Nguy
ễn Thị Xuân Mai, 1998,
Th
ực tập phân tích trắc quang
, Tp H
ồ Chí Minh, x
ư
ởng in
Đ
ại học Khoa học tự nhi
ên.