BÀI GIẢNG HOÁ VÔ CƠ PHÂN TÍCH pot

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ
DỰ ÁN HỢP TÁC VIỆT NAM – HÀ LAN





BÀI GIẢNG
HOÁ VÔ CƠ PHÂN TÍCH













Người biên soạn: Phan Thị Hải

Huế, 08/2009


1


MỤC LỤC



Trang
Chương 1: Đại cương về hoá học phân tích 2
Chương 2: Phương pháp phân tích trọng lượng 4
Chương 3: Phân tích thể tích 14
Chương 4: Phương pháp chuẩn độ axit - bazơ 22
Chương 5: Phương pháp chuẩn độ kết tủa 35
Chương 6: Phương pháp tạo phức 45
Chương 7: Phương pháp chuẩn độ oxy hoá - khử 52
Chương 8: Phân tích công cụ 66
Chương 9: Sai số trong hoá học phân tích 71

2


Chương 1:
ĐẠI CƯƠNG VỀ HOÁ HỌC PHÂN TÍCH

1.1. Mở đầu.
Hoá học phân tích là môn khoa học về các phương pháp xác định thành phần
định tính và định lượng của các chất và hỗn hợp của chúng.
Hoá học phân tích đóng vai trò quan trọng đối với sự phát triển của các môn
học khác cũng như các ngành khoa học khác như các lĩnh vực của công nghệ, sản
xuất và đời sống xã hội. Trong lãnh vực Nông Lâm Ngư hoá học phân tích có một
tầm quan trọng đáng kể, nó có mặt trong suốt quá trình sản xuất (kiểm nghiệm vật
liệu, bán thành phẩm, sản phẩm cuối cùng) bảo quản lưu thông và sử dụng các loại
thuốc trong Nông, Ngư, Y. Các phương pháp phân tích sử dụng rất phong phú và đa
dạng trong các lãnh vực khác nhau: vật lý, hoá học, sinh học.
Do có tầm quan trọng như vậy nên một loạt các chuyên ngành của khoa học
phân tích ra đời và ngày càng phát triển như: phân tích môi trường, phân tích

khoáng liệu, phân tích hợp kim, phân tích dược phẩm, phân tích thực phẩm …
Dựa trên bản chất của phương pháp phân tích người ta có thể chia ra các nhóm
phương pháp phân tích:
- Phương pháp hóa học: là phương pháp dựa trên những phản ứng hoá học. Ví
dụ: phản ứng acid – base, oxy hoá - khử, kết tủa – hoà tan, tạo phức.
- Phương pháp hoá lý, vật lý: phương pháp vật lý dựa trên những hiện tượng và
quá trình như phương pháp quang phổ, phương pháp so màu, vật lý hạt nhân,…
- Phương pháp sinh học: dựa trên những hiện tượng của cuộc sống (trao đổi chất,
tăng trưởng, ức chế của sinh vật), thí dụ như phương pháp phân tích vi sinh vật là
dựa vào quá trinh trao đổi chất của vi sinh vật. Bằng phương pháp vi sinh vật người
ta định lượng các thuốc kháng sinh, kháng nấm, vitamin,…
Khi phân tích một đối tượng nào đó nhà phân tích phải thực hiện các bước sau:
a. Chọn phương pháp phân tích thích hợp và xác định các vấn đề cần giải quyết.
Để thực hiên bước này nhà phân tích cần chú ý tầm quan trọng, kinh tế của công
việc phân tích, tính khả thi của phương pháp phân tích.
b. Chọn mẫu đại diện là mẫu phân tích đúng nhất cho thành phần của đối tượng
nghiên cứu.
c. Tách chất: Để phân tích các mẫu có thành phần phức tạp thường loại tạp chất
hoặc tách chất cần phân tích ra khỏi hỗn hợp của các hợp chất khác.
d. Tiến hành đo các chất cần phân tích.: Sử dụng các dụng cụ, máy móc, thích hợp
để phân tích các chất cần phân tích.
e. Tính toán và xử lý kết quả phân tích: Các dữ liệu thu được xử lý theo toán thống
kê để đánh giá độ tin cậy của kết quả đo được. Các bước trên liên quan mật thiết với
nhau và ảnh hưởng lẫn nhau. Trong thực tế, tuỳ theo từng trường hợp cụ thể, các
bước tiến hành trên được đơn giản hoặc bỏ qua một số bước, hoặc thực hiện đúng
các bước trên.

3

1.2. Lấy mẫu và xử lý mẫu phân tích:

Nhiệu vụ quan trọng của hoá phân tích là lấy mẫu và xử lý mẫu, đây là giai đoạn
đầu tiên của công việc phân tích, giai đoạn này rất cần thiết ngay cả phương pháp
dùng máy, vì việc sử dụng máy chỉ ở giai đoạn cuối cùng. Do vậy cần phải quan
tâm cao đến công tác chuẩn bị mẫu phân tích, trong công tác chuẩn bị mẫu gồm
công việc lấy mẫu và xử lý mẫu sao cho đúng quy cách và đúng yêu cầu phân tích.
1.2.1. Lấy mẫu:
- Việc lấy mẫu nhằm điều chế chất tinh khiết hoá học: Đối với chất rắn phải tinh
chế lại bằng phương pháp kết tinh hay thăng hoa, còn chất lỏng phải chưng cất phân
đoạn.
- Còn trường hợp hay gặp nhất trong thực tế là xác định thành phần trung bình
của một lượng lớn những phẩm vật như quặng, đất, đá, sản phẩm, … mà thành phần
hoá học của chúng không đồng nhất, do vậy nhiệm vụ quan trọng nhất của lấy mẫu
trung bình (mẫu đại diện) là mẫu chứa thành phần và tỉ lệ hàm lượng giống như vật
thể cần phân tích.
Việc lấy mẫu trung bình (mẫu đại diện) phải tiến hành theo một quy định chặt
chẽ, tuỳ từng loại đối tượng phân tích mà ta lấy mẫu, mẫu đồng nhất lấy trực tiếp ở
bất kỳ vị trí nào, đối với mẫu không đồng nhất tuỳ thuộc vào lượng có thể lấy được
bao gồm càng nhiều càng tốt, những thành phần nhỏ lấy một cách tự nhiên ở các địa
điểm khác nhau, mẫu này thường không được sử dụng ngay vì số lượng quá lớn,
cần phải sử lý. Có một phương pháp thông dụng là: nghiền nhỏ, trộn đều mẫu dung
thuật chia bốn để loại bớt mẫu, trộn đều đến khi nào mẫu còn chừng 25g đem đi
phân tích, mẫu phải được bảo quản cần thận, tránh ô nhiễm môi trường xung quanh.
Ví dụ mẫu đất phải bảo quản trong môi trường HCl tránh Fe(II) bị oxyhoá thành
Fe(III).
1.2.2. Cách lập hồ sơ mẫu:
Mẫu lấy xong phải chia mẫu thành hai phần, một phần để phân tích, một phần giữ
lại để tránh mất mẫu, cách lập hồ sơ mẫu:
- Ghi ngày lấy mẫu.
- Người lấy mẫu.
- Địa điểm lấy mẫu.

- Cách lấy mẫu.
- Chỉ tiêu cần phân tích của mẫu.
Tất cả công việc này phải cẩn thận tránh nhầm lẫn.
1.2.3. Công phá mẫu:
Công việc công phá mẫu là chuyển các chất cần phân tích từ chất rắn sang
dung dịch rồi đưa về trạng thái thuận tiện cho việc đo.
Có thể hoà tan trực tiếp bằng nước, axít hay hỗn hợp axít HCl + HNO
3
,
H
2
SO
4
+ HClO
3
, H
2
SO
4
+ H
3
PO
4
… dung dịch kiềm, dung dịch chất oxy hoá -
mạnh … nhưng mức độ công phá cũng tuỳ thuộc vào chỉ tiêu phân tích. Các chỉ
tiêu: độ ẩm, pH, lân dễ tiêu, lân tổng số, đạm,… dùng các khoáng hoá thích hợp để
công phá.

4

Ví dụ: Để phân tích Kali chỉ tiêu dùng dung dịch amoni axetat 1N làm dung
dịch chiết suất, còn kali tổng số dùng hỗn hợp các axit H
2
SO
4
+ HClO
4
+ HF.
Trong việc công phá mẫu cố gắng tránh dùng càng ít hoá chất càng tốt, hoá
chất công phá càng đơn giản càng tốt để tránh sự nhiễm bẩn do hoá chất, tránh tổn
hại dụng cụ và sức khoẻ của người phân tích.
Phương pháp công phá thường dùng hai phương pháp: Công phá ướt và công
phá khô:
Công phá ướt: Cho mẫu tác dụng với dung dịch hoá chất ở nhiệt độ thường
hoặc đun nóng. Phưong pháp này nhanh, đơn giản nhưng làm được ít mẫu, dễ bị
bẩn mẫu do hoá chất công phá.
Công phá khô: nung mẫu với hoá chất ở nhiệt độ xác định phù hợp với tính
chất của mẫu. Phương pháp này cần dụng cụ để điều chỉnh nhiệt độ, công phá chậm
thời gian cần nhiều, lượng hoá chất cần ít, sản phẩm sau khi công phá được hoà tan
vào nước, dung dịch axít loãng, hay kiềm loãng.
Cũng như việc lẫy mẫu, việc công phá mẫu có vai trò quyết định đến chất
lượng phân tích, nên việc công phá mẫu phải đúng quy trình cho từng đối tượng
từng chỉ tiêu phân tích.

5

CHƯƠNG 2:
PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TRỌNG LƯỢNG

Phương pháp phân tích trọng lượng là một trong những phương pháp định
lượng chính xác nhất. Độ chính xác có thể đạt tới 0,1% hoặc cao hơn. Tuy nhiên nó
đòi hỏi thời gian và những động tác phức tạp. Phương pháp phân tích trọng lượng
thường được dùng trong những trường hợp hàm lượng chất cần phân tích tương đối
lớn, hoặc cần đạt đến độ chính xác cao như: khi kiểm tra chất lượng sản phẩm, nồng
độ dung dịch chuẩn chẳng hạn.
2.1 Nguyên tắc:
Quá trình phân tích trọng lượng bắt đầu từ việc cân một lượng chính xác
(thường gọi là lượng cân) mẫu phân tích, rồi hòa tan thành dung dịch. Nếu đối
tượng phân tích là dung dịch, thì chỉ cần lấy một thể tích chính xác để phân tích.
Sau đó làm kết tủa chất cần phân tích dưới dạng một hợp chất khó tan hoặc đôi khi

dưới dạng đơn chất. Lọc, rửa sạch và sấy hoặc nung chuyển thành hợp chất bền có
thành phần hóa học xác định. Cuối cùng dựa vào khối lượng của kết tủa đã sấy hoặc
nung, tính hàm lượng chất cần phân tích.
Nguyên tắc: Phương pháp phân tích khối lượng là một phương pháp định
lượng hóa học, dựa vào việc cân khối lượng của sản phẩm hình thành sau phản ứng
kết tủa bằng phương pháp hóa học hay vật lý, kết tủa có thành phần công thức hóa
học xác định từ đó suy ra hàm lượng chất cần phân tích.
Phương pháp này cho phép xác định hầu hết các nguyên tố trong tự nhiên, có
độ chính xác và độ tin cậy cao, tuy nhiên tốn thời gian, đòi hỏi thao tác phức tạp.
2.2 Các bước tiến hành:
a. Chọn mẫu và gia công mẫu.
b. Chuyển mẫu vào trạng thái dung dịch và tìm cách tách chất cần phân tích ra
khỏi dung dịch ( làm kết tủa , hay bay hơi. . . ) lọc và rửa kết tủa.
c. Chuyển hóa sản phẩm tách bằng các biện pháp thích hợp như sấy , nung.
d. Cân và tính toán kết quả.
Dụng cụ cơ bản trong phân tích khối lượng là cân phân tích, ngay trong giai
đoạn đầu đến giai đoạn cuối. Như vậy cân là một trong những động tác chính xác
nhất của quá trình phân tích, nên công vịêc đầu tiên của người phân tích là phải nắm
vững về nguyên tắc cũng như sử dụng cân nói chung.
2.3 Phân loại phương pháp:
Tùy theo cách tiến hành người ta chia các phương pháp trọng lượng thành
các phương pháp sau:

6

a. Phương pháp kết tủa khối lượng.
Phương pháp này dùng phản ứng kết tủa để tách chất cần phân tích ra khỏi
dung dịch phân tích. Sau đó kết tủa được lọc, rửa , sấy , nung đến khối lượng không
đổi và đem cân để tính toán kết quả.
Ví dụ : Định lượng ion SO

2
4

thì làm kết tủa dưới dạng BaSO
4
rửa sạch sấy
và nung. Cân khối lượng BaSO
4
từ đó tính toán kết quả phân tích.
b. Phương phấp đẩy ( hay tách ).
Tách các chất cần phân tích về trạng thái tự do lọc, rửa và cân khối lượng
chất đã tách để từ đó xác định hàm lượng % chất cần phân tích.
Ví dụ : Để định lượng vàng trong hợp kim, người ta lấy mẫu đại diện hợp
kim đó, đem hòa tan mẫu trong một lượng thích hợp nước cường thủy ( HCl +
HNO
3
) để chuyển hoàn toàn mẫu thành dung dịch, đem chế hóa dung dịch đó với
thuốc thử thích hợp để chuyển Au (III) thành Au kim loại , lọc rửa sấy đến khối
lượng không đổi. Cân Au để từ đó xác định hàm lượng vàng trong mẫu.
[AuCl
4
]
-
+ FeSO
4
Au + Fe(SO
4
)
3
+ Cl

-

c. Phương pháp bay hơi.
Lấy mẫu phân tích rồi xử lý bằng nhiệt độ hay thuốc thử thích hợp, để chất
phân tích bay hơi ra và xác định hàm lượng chất cần phân tích dựa trên độ tăng hay
giảm khối lượng của bình sau khi bay hơi.
Phương pháp này thường xác định các hợp chất hữu cơ.
C
x
H
y
O
z
bg CO
2
+ cg H
2

Từ đó tính thành phần %O; %H ; %C để suy ra hàm lượng chất cần phân
tích. Trong các phương pháp trên, phương pháp kết tủa khối lượng thường được sử
dụng , bởi vì dễ làm, dễ tạo kết tủa. Do vậy chúng ta sẽ đi sâu vào phương pháp
này.
2.4 Phương pháp phân tích kết tủa khối lượng.
2.4.1 Nguyên tắc:
Nguyên tắc của phương pháp kết tủa khối lượng là chuyển chất cần phân tích
thành dung dịch, rồi làm kết tủa chất cần tìm dưới dạng một hợp chất khó tan nào
đó. Lọc nung kết tủa đến khối lượng không đổi. Từ đó suy ra hàm lượng chất cần
phân tích
Phương pháp kết tủa khối lượng gồm các công đoạn sau:
Cân mẫu ( lượng cân )  Hòa tan thành dung dịch  + Thuốc thử  Kết

tủa  Lọc, rửa kết tủa  Sấy hoặc nung  Cân và tính toán kết quả để suy ra hàm
lượng chất cần phân tích.

7

Trong quá trình sấy hoặc nung một số chất thường bị biến đổi về tính chất hóa
học do vậy cần phải phân biệt dạng kết tủa và dạng cân để từ đó có những yêu cầu
cụ thể đối với từng dạng:
 Dạng kết tủa: là dạng hợp chất tách ra khỏi dung dịch dưới tác dụng của
thuốc thử.
 Dạng cân: là dạng hợp chất có thành phần hóa học xác định được đem cân
sau khi sấy và nung.
Tất cả các công đoạn trên đều ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của kết quả
phân tích, trong đó công đoạn làm kết tủa có ảnh hưởng lớn nhất. Do vậy việc chọn
kết tủa, lượng kết tủa, điều kiện thực hiện kết tủa. . . sẽ đảm bảo độ chính xác cho
phép phân tích.
Vì vậy để có độ chính xác cao người phân tích cần phải chọn dạng kết tủa, dạng
cân thỏa mãn các yêu cầu sau.
2.4.2 Yêu cầu dạng kết tủa, dạng cân.
2.4.2.1. Yêu cầu dạng kết tủa.
Không phải bất kì một kết tủa nào cũng được sử dụng trong phương pháp kết
tủa khối lượng, mà các kết tủa đó phải thỏa mãn yêu cầu sau.
a. Dạng kết tủa phải rất ít tan để đảm bảo cho sự kết tủa xảy ra hoàn tòan
Ví dụ: ion Ba
2+
có thể tạo kết tủa với một số thuốc thử sau cho các tích số tan khác
nhau.
BaCrO
4
có T

BaCrO
4

= 1,6.10
-7

BaCO
3
có T
3
BaCO
= 8,0.10
-9

BaC
2
O
4
có T
42
OBaC
=2,4.10
-10

BaSO
4
có T
4
BaSO
= 1,1.10

-10

Do đó cần phải chọn BaSO
4
để làm kết tủa do tích số tan của hợp chất này là
nhỏ nhất. Tuy nhiên dạng kết tủa không phải chỉ phụ thuộc vào tích số mà còn phụ
thuộc vào độ tan của kết tủa và còn nhiều yếu tố ảnh hưởng vào độ tatn của kết tủa
sau đây chúng ta xét một số yếu tố chính.
 Tích số tan ảnh hưởng đến độ tan kết tủa.
Nếu kết tủa MXn trong dung dịch có thể tan ra :
MXn M
n+

+ nX
-

Có tích số tan là
T
MXn
= [M
n+
][X
-
]
n

Giả sử có s phân tử gam MXn tan trong 1 lít dung dịch thì:

8

Nồng độ ion M
n+
là s iong/l
Nồng độ ion X
-
là ns iong/l
Ta có : T
MXn
= s. (ns)
n

= n
n
.
s
n+1

Trong điều kiện đang xét trị số của s trùng với độ tan của kết tủa, do đó độ
tan s sẽ là :
S =
nm
n
MXn
n
T

(2.1)
Độ tan kết tủa tỉ lệ thuận với tích số tan, do đó muốn kết tủa hoàn toàn phải chọn
kết tủa nào có tích số tan nhỏ nhất.
 Ảnh hưởng ion chung đến độ tan kết tủa

Điều kiện chọn tích số tan nhỏ nhất chỉ áp dụng trong trường hợp dung dịch phân
tích chỉ chứa ion cần xác định. Còn trong trường hợp dung dịch có mặt các ion
khác, có thể gây cản trở cho việc làm kết tủa của ion chính thì lúc đó ta phải kết hợp
với điều kiện cụ thể để chọn kết tủa.
Ví dụ : Khi xác định ion Pb
2+

có thể có các kết tủa sau hình thành :
PbCO
3
có T
3
PbCO
= 1,0.10
-14

PbCrO
4
có T
4
PbCrO
=1,0.10
-13

PbSO
4
có T
4
PbSO
= 1,0.10

-8

Tuy nhiên nếu trong dung dịch chỉ có chứa một mình ion Pb
2+
thì ta chọn dạng
kết tủa là PbCO
3
vì có tích số tan nhỏ nhất. Nhưng trong dung dịch phân tích có mặt
đồng thời các ion Cu
2+
; Bi
2+
phải chọn kết tủa PbSO
4
mặc dù có tích số tan lớn
nhất, bởi vì các ion này không bị kết tủa theo khi dung dịch thuốc thử.
 Ảnh hưởng của pH môi trường và chất tạo phức đến độ tan của kết tủa
Trong môi trường nước các ion M
n+
, X
-
cũng có thể tham gia phản ứng thủy phân.
Sự thủy phân sẽ phụ thuộc vào pH môi trường.
-Khi pH tăng cation tham gia phản ứng thủy phân mạnh
-Khi pH giảm anion tham gia phản ứng thủy phân mạnh
M
n+

+ H
2

O = M(OH)
(n-1)
+ H
+

M
(n-1)+

+ H
2
O = M(OH)
(n-2)
+ H
+
. . . . .
.
M(OH)
n-1
+ H
2
O = M(OH)
n
+ H
+

Hoặc:
X
m-
+ H
2

O = HX
(m-1)
+ OH
-

9

HX
(m-1)-
+ H
2
O = HX
(m-2)-
+ OH
-
. . . . .


H
m-1
X
-
+ H
2
O = H
mX
+ OH
-
Như vậy sự thuỷ phân hay tạo phức đều dẫn đến sự giảm nồng độ các ion tạo kết
tủa. Do đó làm tăng sự hoà tan của kết tủa do tích số tan tỉ lệ với nồng độ.

 Ảnh hưởng của các yếu tố khác đến độ tan kết tủa:
Độ tan kết tủa còn phụ thuộc nhiều yếu tố khác như : nhiệt độ, kích thước hạt kết
tủa, nồng độ chất điện ly. . . Do đó khi tiến hành kết tủa phải làm đúng quy trình
phân tích.
b. Kết tủa phải có cấu tạo như thế nào đó để dễ lọc, dễ rửa. Các kết tủa phải có
tinh thể lớn có lợi cho việc lọc, không bít giấy lọc, có tổng diện tích bề mặt nhỏ, ít
hấp thụ các chất bẩn trong dung dịch, dễ rửa sạch
c. Dạng kết tủa phải được chuyển dễ dàng và hoàn toàn sang dạng cân
2.4.2.2. Yêu cầu dạng cân:
Dạng cân là dạng đem sấy nung đến khối lượng không đổi và có thành phần
hoá học xác định.
a. Dạng cân phải có công thức hoá học xác định. Để từ khối lượng của chất rắn đó
có những kết tủa ứng đúng với công thức hoá học xác định của nớ như BaSO
4
.
Nhưng với Fe(OH)
3
không dùng được trong dạng cân vì công thức đúng của nó là:
Fe
2
O
3.
xH
2
O, tuỳ thuộc vào kết tủa mà Fe(OH)
3
có một lượng nước khác nhau, như
vậy phải nung mất nước công thức mới ứng đúng thành phần hoá học của nó là Fe-
2
O

3
.
b. Dạng cân phải bền về phương diện hoá học: Không hấp thụ hơi nước, khí CO
2

trong không khí, không bị oxy hoá-khử hoặc bị phân huỷ ở nhiệt độ cao. . . Phải có
yêu cầu này thì yêu cầu trên mới đảm bảm.
c. Hàm lượng nguyên tố cần tìm trong dạng cân càng nhỏ càng tốt, để tránh sai số
cân.
d. Thừa số chuyển F ứng với dạng cân càng nhỏ càng tốt. Khi đó sai số ( đong,
cân. . . ) càng ít ảnh hưởng đến kết quả phân tích.
Qua các yêu cầu trên đối với dạng kết tủa, dạng cân ta thấy việc chọn dạng
kết tủa, dạng cân là rất quan trọng trong phương pháp kết tủa khối lượng vì nó
quyết định độ chính xác cũng như tốc độ của phép phân tích.
2.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình kết tủa.
2.4.3.1. Sự tạo dung dịch keo:

10

Phần dung dịch keo trong hoá học đại cương. Đây cũng là nguồn gây ra sai
số cho phương pháp, không lọc, không rửa kết tủa được, việc khắc phục là phải làm
kết tủa theo đúng kỹ thuật làm kết tủa.
2.4.3.2. Sự cộng kết:
Trong quá trình phân tích các kết tủa được hình thành, thường kéo theo vào
cấu trúc của mình các tạp chất ( các ion lạ ). Khi tạp chất cùng kết tủa đồng thời với
kết tủa chính, mặc dù nồng độ của chúng chưa đạt tới bão hoà được gọi là hiện
tượng cộng kết. Đây là nguồn sai số nghiêm trọng nhất cho phân tích kết tủa khối
lượng.
Các nguyên nhân gây nên sự cộng kết là : sự hấp thụ bề mặt, sự kết vón, sự tạo
tinh thể hỗn hợp.

 Sự cộng kết do hấp thụ xảy ra khi kết tủa chính ở dạng keo trong sự dư thừa
của kết tủa. Các hạt keo hấp thụ ion hoạt động của thuốc thử sẽ dẫn đến sự hấp thụ
các ion trái dấu khác. Ví dụ: Kết tủa BaSO
4
trong điều kiện dư SO
4
-2
sẽ hấp thụ các
ion dương. Trong trường hợp này thực tế cho thấy ion nào tạp muối có độ tan nhỏ
hơn với thuốc thử sẽ bị hấp thụ nhiều hơn, như BaSO
4
nói trên hấp thụ như sau :
Na
+
<K
+
<Ca
2+
<Pb
2+
. Để khắc phục cần tiến hành kết tủa với dung dịch loãng và
thuốc thử loãng.
 Sự cộng kết do hiện tượng kết vón gây bẩn cơ học kết tủa, nguyên nhân khi
tiến hành kết tủa một phần chất tạp đã bị kết tủa bao bọc. Hiện tượng này thường
gặp khi kết tủa với dung dịch đặc và kết tủa nhanh. Để loại trừ sự cộng kết này cần
tiến hành kết tủa lại.
 Sự cộng kết do hiện tượng tạo tinh thể hỗn hợp xảy ra khi bán kính ion của
ion kết tủa chính và ion tạp không khác nhau nhiều (độ sai khác nhỏ hơn 10-15%).
Lúc này các ion tạp có thể thay thế cho ion kết tủa chính trong mạng tinh thể. Ví dụ
: KMnO

4
có thế thay thế cho BaSO
4
nên khi kết tủa BaSO
4
trong điều kiện môi
trường chứa KMnO
4
sẽ thu được tinh thể có chứa KMnO
4
, loại cộng kết này không
thể loại bỏ được bằng cách kết tủa lại mà chỉ có thể dùng phương pháp che hoặc
khử các ion tạp đi. Ví dụ: khử ion MnO
4
-
về ion Mn
2+
.
Trong phân tích sự cộng kết không phải lúc nào cũng gây hại cho quá trình kết
tủa. Việc sử dụng hiện tượng này cũng có ý nghĩa to lớn khi tiến hành phân tích các
mẫu vật có hàm lượng nhỏ, lợi dụng hiện tượng cộng kết người ta “gom” các chất
cần phân tích. Ví dụ: để xác định hàm lượng Pb
2+

trong mẫu nước, người ta cho
Ca(OH)
2
( nước vôi trong) làm kết tủa Ca
2+

dưới dạng CaCO
3
trong điều kiện này
ion Pb
2+
sẽ bị kết tủa theo, sau đó hoà tan vào CH
3
COOH rồi phân tích Pb
2+
theo
phương pháp thông thường. Dựa vào hiện tượng cộng kết ta có thể làm tăng nồng
độ các chất cần phân tích lên đến hàng ngàn, hàng vạn lần.
Ngoài hiện tượng cộng kết, thực tế còn gặp một số hiện tượng kết tủa sau làm
bẩn kết tủa chính, tức là các tạp chất ở điều kiện thường không tạo được kết tủa

11

nhưng khi kết tủa chính hình thành các tạp chất sẽ bị kết tủa theo. Ví dụ: MgC
2
O
4

không tạo kết tủa nhưng khi CaC
2
O
4
cùng kết tủa, để lâu trong dung dịch MgC
2
O
4

bị kết tủa theo. Để khắc phục cần làm kết tủa nhanh.
2.4.4 Một số kỹ thuật làm kết tủa.
Để thoả mãn điều kiện kết tủa cần hết sức chú ý đến các kỹ thuật sau:
2.4.4.1 Chọn thuốc thử làm kết tủa:
+ Thuốc thử phải dễ loại đi khi lọc và khi rửa. Ví dụ: làm kết tủa Ba
2+
dùng
H
2
SO
4
không dùng NaSO
4
vì H
2
SO
4
dễ loại đi khi lọc, khi rửa.
+ Thuốc thử phải có tính chọn lọc cao, dùng với một lượng dư thuốc thử,
như vậy độ tan kết tủa sẽ giảm đi nhiều.
Tuy nhiên cần lưu ý một số thuốc thử sẽ tan trong thuốc thử dư, trong trường
hợp này phải tính toán sao cho lượng thuốc thử phải vừa đủ để kết tủa xảy ra hoàn
toàn.
2.4.4.2 Kỹ thuật làm kết tủa:
Tuỳ theo bản chất của kết tủa ( dạng tinh thể, dạng vô định hình ) mà có cách
làm kết tủa khác nhau.
 Kết tủa tinh thể : sự tạo thành kết tủa bao gồm 2 giai đoạn:
 Sự tạo mầm kết tinh
 Các mầm kết tinh lớn dần lên.
Muốn tinh thể có hạt lớn, cần tăng cường cho giai đoạn sau và hạn chế giai đoạn

đầu, có nhiều phương pháp như làm kết tủa khi dung dịch, loãng, thuốc thử loãng.
Hoặc làm tăng độ tan kết tủa bằng dung dịch nóng, thuốc thử nóng và ở pH thấp. . .
Tuy nhiên thường hay sử dụng nhất là phương pháp muối kết tủa:
Người ta ngâm kết tủa trong thuốc thử ở một thời gian nhất định, khoảng vài giờ
hoặc lâu hơn, các tinh thể nhỏ sẽ tan ra, các tinh thể lớn sẽ lớn dần lên, nguyên nhân
do các tinh thể nhỏ bao giờ cũng có tích số tan lớn hơn, nên tan một phần trong
dung dịch, nhờ đó làm tăng nồng độ ion trong dung dịch, tạo điều kiện cho các tinh
thể lớn kết tinh thêm, làm các tạp chất hấp thụ trên bề mặt của kết tủa cũng giảm,
kết tủa trở nên tinh khiết hơn, dễ lọc, dễ rửa.
 Kết tủa vô định hình: được tạo ra do sự đông tụ của các dung dịch keo, có
thể gọi là pecty hoá do đó phải làm như sau:
Ngược lại với việc làm kết tủa tinh thể, khi làm kết tủa vô định hình cần phải
tiến hanh khi dung dịch còn nóng, đặc, kết tủa trong sự có mặt của các chất điện ly
mạnh, làm trong điều kiện này kết tủa sẽ chắc hơn, dễ lọc và giảm sự nhiễm bẩn do
hấp thụ. Khi làm kết tủa xong cần pha loãng gấp đôi bằng nước nóng và khuấy
mạnh, lọc rửa ngay để lâu kết tủa quánh lại khó rửa.

12

2.4.4.3 Lọc và rửa kết tủa
 Lọc kết tủa quan trọng nhất là chọn được giấy lọc thích hợp, để tránh việc lọt
kết tủa hoặc bít giấy lọc. Giấy lọc được chia làm ba loại theo kích thước của
giấy.
- Loại lỗ nhỏ ( giấy lọc băng xanh) lọc hạt cỡ nhỏ.
- Loại lỗ trung binh ( giấy lọc băng xanh, trắng hoặc băng vàng) lọc hạt cỡ vừa.
- Loại lỗ lớn ( giấy lọc băng đỏ) lọc hạt cỡ lớn.
 Rửa kết tủa: Mục đích để loại tạp chất trên bề mặt kết tủa, trong quá trình rửa
kết tủa phải chọn dung dịch rửa và cách rửa cho thích hợp, có thể chia ra các
trường hợp sau:
- Nếu kết tủa hình thành thường có hiện tượng tạo dung dịch keo, dung dịch rửa

phải là chất điện giải, dễ bay hơi khi nung.
Ví dụ : Al(OH)
3
; Fe(OH)
3
dung dịch rửa là NH
4
Cl và NH
4
NO
3

- Nếu thuốc thử là chất dễ bay hơi hoặc dễ bị phân huỷ khi sấy khi nung. Dùng
dung dịch rửa có chứa thuốc thử, rửa bằng cách này hạn chế được sự tan của kết
tủa.
Ví dụ: Rửa kết tủa AgCl bằng dung dịch HCl loãng.
- Nếu kết tủa thường tham gia phản ứng thuỷ phân, dùng dung dịch rửa có khả
năng ngăn ngừa sự thuỷ phân.
Ví dụ : Rửa MgNH
4
PO
4
bằng dung dịch chứa NH
4
OH ngăn ngừa sự thuỷ phân.
- Các trường hợp còn lại chỉ rửa bằng nước cất.
Chú ý: Khi rửa cần phải rửa nhiều lần, khi hết dung dịch rửa mới đổ tiếp, rửa như
vậy mau sạch và tính được nồng độ dung dịch rửa sau khi rửa n lần.
Cn = Co
RV

R
n









(2.2)
n : số lần rửa
V: thể tích dung dịch rửa
R: thể đích dung môi bị kết tủa hấp thụ
Co: nồng độ chất bị hấp thụ khi chưa rửa
Cn: nồng độ chất bị hấp thụ sau khi rửa n lần
2.4.4.4 Sấy và nung kết tủa: mục đích để chuyển kết tủa về dạng cân.
-Đối với kết tủa có dạng kết tủa trùng với dạng cân thì cần sấy ở nhiệt độ 95
o
đến
105
o
.

13

-Còn các loại kết tủa khác sau khi sấy kết tủa cần phải nung ở nhiệt độ xác định,
đến khi khối lượng không đổi, nhiệt độ nung phải chính xác để kết tủa chuyển sang
dạng cân mà không làm cho dạng cân tiếp tục biến đổi.

2.4.5 Thừa số chuyển F và cách tính kết quả trong phân tích kết tủa khối lượng
2.4.5.1. Thừa số chuyển F
Thông thường dạng cân không phải là kết quả phân tích mà từ dạng cân
chúng ta suy ra hàm lượng chất cần phân tích.
Ví dụ: Xác định khối lượng Si theo dạng cân SiO
2
. Sau quá trình phân tích cân
được khói lượng dạng cân là : b=0,2450g.
Theo qui tắc tam xuất ta có : Cứ 28g Si có trong (28+16.2)g SiO
2

Vậy xg Si có trong 0,2450g SiO
2

X=
2
.
16
28
28

. 0,2450 = 0,1143
Vậy tỉ số
2
.
16
28
28

được gọi là thừa số chuyển F.

Định nghĩa : Thừa số chuyển F là tỉ số giữa phân tử gam ( hay ion gam)
nhân với hệ số tương ứng của chất cần xác định và phân tử gam của dạng cân.
F=
dc
xđ
mM
nM
(2.3)
n,m là hệ số tỉ lệ đảm bảo cho nguyên tử của nguyên tố cần xác định ở dạng
xác định và dạng cân bằng nhau.
Ví dụ : Nếu dạng cần là Mg
2
P
2
O
7
( manhê piro phôtphat ) còn dạng cần xác
định là : Mg ; MgO thừa số chuyển tương ứng.
F
Mg
=
722
.2
OPMg
Mg
M
M
=
16
.

7
23
.
2
24
.
2
24.2


= 0,185
F
MgO
=
722
.2
OPMg
MgO
M
M
=
16
.
7
31
.
2
24
.
2

)1624.(2



= 0360
Đôi khi dạng cân không chứa nguyên tố cần tìm.
Ví dụ: Khi định lượng nitơ trong muối amôni clorua. Người ta làm kết tủa
nguyên tố cần tìm dưới dạng (NH
4
)PtCl
6
sau đó lọc, rửa nung thành Pt kim loại ở
dạng cân. Hệ số chuyển lúc này được tính.
F=
Pt
N
M
M.2
=
195
14.2
= 0,1435
Ý nghĩa : Thừa số chuyển F cho biết ứng với 1 gam dạng cân có bao nhiêu
gam chất cần xác định.

14

2.4.5.2. Cách tính kết quả theo thừa số chuyển F.
Với khối lượng mẫu ban đầu của nguyên tố cần tìm A là a gam, sau quá trình
phân tích khối lượng dạng cân thu được là b gam.

- Khối lượng chất A nguyên chất có trong mẫu;
m
A
= F. B (2.4)
- Hàm lượng % của A có trong mẫu :
%A = F.
a
b
.
v
V
100% (2.5)
2.4.6 Một số ứng dụng cụ thể.
1. Xác định ion SO
4
2-
.
Dạng kết tủa và dạng cân đều là BaSO
4
.
Mẫu phân tích được axit hoá đến pH=4 bằng HCl làm kết tủa ion SO
4
2-

Bằng dung dịch BaCl dư. Trong điều kiện này ion CO
3
2-
, PO
4
3-

không gây
ảnh hưởng đến kết quả phân tích, kết tủa sau khi được rửa sạch bằng nước cất đem
nung ở nhiệt độ 800
o
C đến khối lượng không đổi và cân. F=0,4116.
2. Xác định ion Cl
-

Dạng kết tủa và dạng cân đều là AgCl.
Một mẫu phân tích được axit hoá bằng HNO
3
đến pH=1 và làm kết tủa Cl
-

bằng AgNO
3
, kết tủa AgCl rửa sạch, sấy, nung ở nhiệt độ 140
o
C và cân. Trong
phương pháp này các ion CO
3
2-
, PO
4
3-
không ảnh hưởng đến kết quả phân tích.
3. Xác định ion PO
4
3-
.

Dạng kết tủa MgNH
4
PO
4
dạng cân Mg
2
P
2
O
7
.
Cho vào dung dịch phân tích đã được axit hoá bằng HCl với thuốc thử
MgCl
2
+ NH
4
Cl sau đó dùng NH
4
OH điều chỉnh pH môi trường đến khi kết tủa
hoàn toàn ion PO
4
3-
dưới dạng MgNH
4
PO
4
.6H
2
O. Để kết tủa hoàn toàn dùng dư
NH

4
OH, kết tủa được rửa sạch bằng NH
4
OH 5% và sau khi sấy khô thì nung ở nhiệt
độ 900
o
C để chuyển hoàn toàn sang dạng cân Mg
2
P
2
O
7
. F=0,8535. Trong trường
hợp có các ion Al
3+
, Fe
3+
mẫu cần làm kết tủa dưới dạng MgNH
4
PO
4
trong môi
trường chứa ion xitrat ngăn ngừa sự tạo kết tủa FePO
4
, AlPO
4
.
4. Xác định ion Fe
3+
.

Dạng kết tủa Fe(OH)
3,
dạng cân Fe
2
O
3
.
Cho vào mẫu phân tích muối NH
4
Cl hay NH
4
NO
3
làm chất điện giải và kết
tủa Fe
3+
từ dung dịch nóng bằng lượng dư thuốc thử NH
3
loãng (1:3) để làm kết tủa
Fe(OH)
3
, kết tủa được lọc, rửa bằng dung dịch nóng NH
4
NO
3
1% hay NH
4
Cl và sau
đó nung ở nhiệt độ 1000
o

C, chuyển toàn bộ Fe(OH)
3
sang Fe
2
O
3
. F=0,6994.

15

5. Xác định ion Al
3+
.
Dạng kết tủa Al(OH)
3
, dạng cân Al
2
O
3
.
Cho vào mẫu phân tích muối NH
4
Cl hay NH
4
NO
3
làm chất điện giải, rồi kết
tủa Al
3+

từ dung dịch nóng bằng thuốc thử NO
3
loãng (1:3) với pH dung dịch từ 5-9,
kết tủa Al(OH)
3
được lọc rửa bằng dung dịch nóng NH
4
NO
3
1% hay NH
4
Cl, sau đó
nung ở nhiệt độ 1000
o
C, chuyển toàn bộ Al(OH)
3
sang Al
2
O
3
. F=0,5293.

16


CHƯƠNG 3:
PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

3.1. Nguyên tắc:
3.1.1 Nguyên tắc
Phương pháp thể tích hay còn gọi là phương pháp chuẩn độ. Là phương pháp
dựa trên việc đo chính xác thể tích dung dịch thuốc thử (đã biết nồng độ chính xác
hay độ chuẩn) cần thiết để phản ứng vừa đủ với dung dịch phân tích. Từ lượng tiêu
tốn trên của thuốc thử tính ra hàm lượng chất cần phân tích có trong mẫu.
Dung dịch có nồng độ chính xác đã biết trước gọi là dung dịch tiêu chuẩn.
Quá trình tiến hành:
Để xác định nồng độ của một chất cần phân tích X bằng thuốc thử R có nồng

độ chính xác N
R
( với điều kiện X phản ứng hòa toàn với thuốc thử R) rồi dùng
buret nhỏ từ từ thuốc thử R xuống bình tam giác có chứa V
X
ml dung dịch X. Trong
bình sẽ xảy ra phản ứng.
X + R P
Tiếp tục nhỏ R vào X đến khi nào phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng (tức
đạt đến điểm tương đương) khoá buret lại đọc thể tích tiêu tốn của thuốc thử R trên
buret.
Từ các giá trị: V
R
, N
R
, V
X
xác định được nồng độ chất cần xác định X.
Quá trình dùng buret cho từ từ R vào X gọi là quá trình chuẩn độ.
Ví dụ: Muốn định lượng một dung dịch NaOH, người ta cho một dung dịch
HCl 0,1N (dung dịch tiêu chuẩn) lên buret và nhỏ từ từ vào 10 ml dung dịch NaOH
đã có thêm chất chỉ thị màu. Khi chỉ thị chuyển màu thì ngừng định lượng. Đọc trên
buret thấy thể HCl 0,1N dùng hết là 9,50 ml. Vậy nồng độ của dung dịch NaOH là
0,1. 9,5/10 = 0,095N.
NaOH + HCl = NaCl + H
2
O
3.1.2. Một vài định nghĩa quan trọng.
a. Điểm tương đương:
Trong quá trình chuẩn độ, khi lượng thuốc thử cho vào tương đương hoá học

với lượng chất cần xác định, nói cách khác, khi số đương lượng gam thuốc thử cho
vào bằng số đương lượng gam chất cần xác định thì ta nói hệ đạt tới điểm tương
đương. Đó cũng chính là điểm mà tại đó chất cần xác định tác dụng vừa đủ với
dung dịch tiêu chuẩn.

17

Ví dụ: Khi chuẩn độ HCl bằng NaOH:
NaOH + HCl = NaCl + H
2
O
Khi số đương lượng NaOH dùng hết bằng số đương lượng HCl, lúc đó trong
hệ HCl đã dược trung hoà hết bằng NaOH, trong dung dịch chỉ có nước và NaCl,
pH = 7. Vậy điểm tương đương ở đây ứng với pH = 7. Để giúp ta phát hiện điểm
tương đương người ta thường dùng chất chỉ thị màu.
b. Chất chỉ thị màu (Cách xác định điểm tương đương).
Trong phân tích thể tích, vấn đề quan trọng là phải có biện pháp để xác định được
điểm tương đương, nghĩa là phải biết lúc nào phải dừng chuẩn độ khi cho thêm
thuốc thử vào, đơn giản và hay dùng nhất là chất chỉ thị màu.
 Chất chỉ thị là những chất có khả năng phát ra các tín hiệu như: sự biến đổi
màu, sự tạo kết tủa, sự phát huỳnh quang . . . hoặc gây ra một dấu hiệu gì đặc
biệt ở lân cận điểm tương đương báo hiệu cho ta biết để kết thúc quá trình
chuẩn độ.
Ví dụ: - Khi xác định Cl
-
bằng dung dịch tiêu chuẩn AgNO
3
dùng chỉ thị
K
2

CrO
4
.
- Xác định Cu
2+
bằng phương pháp Iod – Thiosunfat dùng chỉ thị hồ tinh
bột.
c. Điểm kết thúc.
Thời điểm mà tại đó chất chỉ thị gây ra những tín hiệu khiến cho ta kết thúc
quá trình chuẩn độ.
Thông thường điểm kết thúc không bao giờ trùng điểm tương đương nên gây
sai số cho phép xác định được gọi là sai số chỉ thị, vì vậy phải chọn chỉ thị như thế
nào để sai số chỉ thị nằm trong một phạm vi sai số cho phép càng nhỏ càng tốt.
Ví dụ Định lượng HCl với NaOH cho điểm tương đương pH = 7 nhưng chỉ thị
được dùng là phenolphtalein lại chuyển màu ở pH = 9 nên trong trường hợp này
thường kết thúc định lượng sau điểm tương đương gây nên sai số do chỉ thị gây ra.
3.2. Phân loại các phương pháp phân tích thể tích
Có 2 cách phân loại phương pháp:
- Dựa vào cơ chế phản ứng.
- Dựa vào thao tác chuẩn độ.
3.2.1. Phân loại phương pháp thể tích theo cơ chế phản ứng:
a. Chuẩn độ trung hòa (phương pháp trung hòa) dựa vào các phản ứng trung hòa
của Bronsted
Axit
1
+ Bazơ 2 Bazơ 1 + Axit 2
Hoặc đơn giản:

18

H
+
+ OH
-
= H
2
O
H
3
O
+
+ OH
-
2H
2
O
(n số ion H
+
, OH
-
tham gia phản ứng)
b. Chuẩn độ ôxy hóa – khử (phương pháp ôxy –khử)
a' Kh
1
+ bOx
2
aOx
1
+ bKh
2

Các bán phản ứng:
aOx
1
+ ne = a’Kh
1
E
o
Ox1/Kh1
bOx
2
+ me = b’Kh
2
E
o
Ox2/Kh2


n
M
Đ  (n: số điện tử trao đổi trong bán phản ứng)
c. Chuẩn độ kết tủa (phương pháp kết tủa): Dựa vào phản ứng tạo kết tủa:
M
n+
+ nX
-
= MXn  T
MXn

n
M
Đ  ( n số ion M
n+
tham gia phản ứng)
d. Chuẩn độ tạo phức (phương pháp tạo phức hay phương pháp Complexon).
Dựa vào phản ứng tạo phức chất của các ion kim loại với dung dịch tiêu
chuẩn là các complexon (EDTA).

2
2
ionKLEDTA
MM
Đ 
3.2.2. Phân loại theo thao tác chuẩn độ:
Gồm 2 nhóm
- Chuẩn độ trực tiếp
- Chuẩn độ gián tiếp
a. Chuẩn độ trực tiếp:
Chất cần phân tích được chuẩn độ trực tiếp bằng dung dịch tiêu chuẩn, việc xác
định này tránh được sai số cho phép chuẩn độ.
Ví dụ: phương pháp trung hòa : Xác định HCl bằng NaOH
Phương pháp kết tủa : Xác định Cl
-
bằng phương pháp Mohr
b. Chuẩn độ gián tiếp:
Trong trường hợp chất cần phân tích không phản ứng được trực tiếp với dung
dịch tiêu chuẩn, hoặc tốc độ phản ứng giữa thuốc thử và chất cần xác định nhỏ, dễ
tác dụng CO
2

, H
2
O của không khí, không chọn được chỉ thị, không phát hiện được
điểm tương đương phải chuẩn độ gián tiếp được chia 2 cách:
 Cách chuẩn độ ngược (chuẩn độ dư):

19

Là phép chuẩn độ trong đó người ta cho chất cần xác định A tác dụng với
một lượng dư dung dịch tiêu chuẩn B sau đó chuẩn độ lượng dư của B bằng dung
dịch tiêu chuẩn C.
Ví dụ: Chuẩn độ Cl
-
bằng dung dịch tiêu chuẩn AgNO
3
với một lượng dư
chính xác, lượng dư AgNO
3
được chuẩn độ bằng dung dịch tiêu chuẩn KSCN.
 Cách chuẩn độ thế:
Ví dụ: Xác định Cu
2+
bằng phương pháp Iod –Thiosunfat
2Cu
2+
+ 4I
-
= 2CuI + I
2

I
2
+ 2Na
2
S
2
O
2
= 2NaI + Na
2
S
4
O
6

3.3. Yêu cầu đối với phản ứng dùng trong phương pháp phân tích thể tích:
Trong phương pháp phân tích thể tích vì thời gian chuẩn độ ngắn, không cho
phép dư thuốc thử nên phản ứng hóa học được dùng phải thỏa mãn các yêu cầu sau.
1. Phản ứng phải xảy ra hoàn toàn: Nghĩa là phần chất cần phân tích chưa tham
gia phản ứng phải nhỏ hơn sai số cho phép (sai số 0,1%, 1%. . . )
Muốn như vậy hằng số cân bằng phải đủ lớn nằm trong khoảng K > 10
6

phản ứng xảy ra hoàn toàn.
Khi phản ứng không hoàn toàn phải có biện pháp thúc đẩy phản ứng xảy ra
hoàn toàn như dùng phản ứng phụ hay dùng hệ đệm.
2. Phản ứng chỉ cho một loại sản phẩm duy nhất: Có như vậy mới xác định
được đương lượng gam, hoặc lượng tiêu tốn thực của các chất tham gia phản
ứng. Các phản ứng phụ xảy ra không được ảnh hưởng đến phản ứng chuẩn
độ.

Ví dụ: dung dịch tiêu chuẩn KMnO
4
thường dẫn đến ion Cl
-
sẽ ảnh hưởng đến
quá trình chuẩn độ.
Bởi vì trong các phản ứng ôxy hóa - khử thường có kèm theo các phản ứng phụ.
3. Phản ứng phải có tính chọn lọc cao: Để tránh sự ảnh hưởng của các ion gây
nhiều, nếu có phải tìm cách tách cho các ion không gây nhiễu.
4. Tốc độ phản ứng phải đủ lớn: Tức không tồn tại trạng thái dư thuốc thử tại
điểm tương đương.
Trong thực tế nhiều phản ứng như phản ứng tạo kết tủa, phản ứng ôxy hóa –
khử tốc độ phản ứng chậm cần phải tăng tốc độ phản ứng bằng xúc tác, nhiệt độ.
. .
5. Phản ứng phải có chất chỉ thị thích hợp để xác định điểm tương đương.
3.4. Cách pha dung dịch tiêu chuẩn
3.4.1. Nguyên tắc pha

20

Khi pha dung dịch tiêu chuẩn phải tuân theo các nguyên tắc sau:
a. Xác định dung dịch tiêu chuẩn cần pha sẽ dùng cho phương pháp
chuẩn độ nào, trong môi trường nào để xác định đương lượng gam
của chất của chất cần pha.
Ví dụ: khi pha dung dịch KMnO
4
cần phải xác định đương lượng trong từng môi
trường khác nhau.
Trong môi trường axit:
MnO

4
-
+ 5e + 8H
+


Mn
2+
+ 4H
2
O

5
M
Đ 

Trong môi trường trung tính:
MnO
4
-
+ 3e + 2H
2
O MnO
2
+ 4OH
-


3
M

Đ 

Trong môi trường bazơ:
MnO
4
-
+ 1e = MnO
4
2-
1
M
Đ 

b. Xác định nồng độ và thể tích cần pha là bao nhiêu để từ đó tính ra số
gam của chất cần pha.
Ví dụ: Pha 2 lít dung dịch tiêu chuẩn KMnO
4
0,1N để chuẩn độ trong môi
trường axit

6,31
5
158
5

M
Đ

Vậy khối lượng cần pha thành 2 lít dung dịch là:
a = Đ. N. V = 31,6 x 0,1x2 = 6,3g

3.4.2 Cách pha
Gồm 2 cách:
3.4.2.1. Pha trực tiếp từ chất gốc:
Các chất thỏa mãn các điều kiện sau được gọi là chất gốc:
* Chất phải tinh khiết về phương diện hoá học, lượng tạp chất không quá 0,1% nếu
quá phải tinh chế lại.
* Phải có thành phần ứng đúng với công thức hóa học, kể cả nước kết tinh.

21

* Phải bền về phương diện hóa học ở trạng thái rắn cũng như trạng thái dung dịch :
không bị phân hủy dưới tác dụng của ánh sáng, ở nhiệt độ thường không phản ứng
với khí CO
2
, hơi nước, ôxy không khí, không quá nhạy với các chất ôxy hóa – khử.
* Đương lượng gam càng lớn càng tốt để giảm sai số cân.
Ví dụ: các chất gốc: K
2
Cr
2
O
7
, H
2
C
2
O
4
.2H
2

O, Na
2
B
4
O
7
.10H
2
O. . . các chất
không phải chất gốc: NaOH dễ hút ẩm, phản ứng với CO
2
không khí tạo ra Na
2
CO
3
,
NH
4
OH dễ bay hơi, HCl dễ bay hơi, KMnO
4
dễ phân huỷ dưới tác dụng ánh sáng. .
.
Cách điều chế: cân một lượng chính xác trên cân phân tích có sai số + 0,2mg
hòa tan vào bình định mức và cho thêm nước đến vạch.
Cân a gam chất gốc hòa tan thành Vml dung dịch, có đương lượng gam là Đ vậy
nồng độ của dung dịch là:
3
10
.


D
V
a
N

3.4.2.2. Pha gián tiếp: có hai các pha
Cách 1:
Pha dung dịch có nồng độ gần đúng với nồng độ cần pha, rồi dùng dung dịch
có nồng độ chính xác từ chất gốc xác định lại nồng độ dung dịch vừa pha.
Ví dụ: Khi pha 1 lít dung dịch NaOH 0,1N số gam cần pha là: a = 1. 0,1.40 =
4 gam
Người ta cân 4g NaOH hòa tan vào thành 1 lít dung dịch. Rồi dùng dung
dịch tiêu chuẩn H
2
C
2
O
4
.2H
2
O 0,1N để xác định lại nồng độ dung dịch vừa pha.
Cách 2:
Pha dung dịch với nồng độ gần đúng với nồng độ cần pha (thường lớn hơn)
rồi xác định lại bằng dung dịch tiêu chuẩn từ chất gốc rồi từ đó tính được lượng
nước cần pha thêm để có nồng độ chính xác cần pha theo biểu thức (3.1):

)('1
'
2
mlV

N
N
V
OH








(3.1)

N’: Nồng độ đã pha.
N : Nồng độ cần pha chính xác.
V’: Thể tích dung dịch đã pha còn lại cần pha loãng.
Từ đó tính được lượng V
H2O
cần pha cho cả dung dịch để có nồng độ chính
xác. Ngoài ra người ta còn điều chế bằng ống chuẩn (Fixanal) tức là ống có đựng
một lượng chính xác các chất, chỉ cần hòa tan một thể tích chính xác đã được ghi
sẵn trong nhãn sẽ có nồng độ chính xác được pha.

22

3.5. Các loại nồng độ và cách tính kết quả
3.5.1 Các loại nồng độ
3.5.1.1. Nồng độ thể tích: Nồng độ thể tích của một chất lỏng là tỉ số giữa thể
tích chất lỏng đó và thể tích của dung môi.

Ví dụ: HCl 1:4 gồm 1 thể tích dung dịch HCl và 4 thể tích nước.
3.5.1.2. Nồng độ %: là số gam của chất tan có trong 100 gam dung dịch.
Nếu a là số gam chất tan , b là số gam dung môi ta có.

100% 


b
a
a
C
(3.2)
Nếu a là chất lỏng có Vml dung dịch, có khối lượng riêng là d.


100
.
% 
d
V
a
C
(3.3)
3.5.1.3. Nồng độ phân tử gam ( M,ptg/l, mol/l): Số phân tử chất tan có trong 1
lít dung dịch.
Nếu a là số gam chất tan, trong Vml dung dịch, có M là phân tử gam chất tan ta
có.

3
10

.

M
V
a
N
(3.4)
3.5.1.4. Nồng độ đương lượng gam ( N ): Số đương lượng gam chất tan có
trong một lít dung dịch
Nếu a là số gam chất tan, trong Vml dung dịch, có đương lượng gam là Đ.

3
10
.

D
V
a
N
(3.5)
- Đương lượng gam: của một chất là lượng chất đó mà khối lượng tính ra
gam của nó có trị số bằng khối lượng của đương lượng ( tính theo đơn vị carbon).
Ví dụ: * 1 đương lượng hydro “ cân nặng” 1,00797đvC
Và 1 đương lượng HCl “ cân nặng” 36,461đvC
* Mili đương lượng gam là 1/1000 đương lượng gam
- Đương lượng gam của một chất không phải là một hằng số mà nó thay đổi
theo phản ứng mà nó tham gia, trong nhiều trường hợp, có thể tính đương lượng
gam của một chất dựa theo công thức:
Đ = M/n
Trong đó: Đ = đương lượng gam

23

M = phân tử lượng
n = Số ion H
+
mà một phân tử axit ( hay bazơ) cho (hay nhận) trong
phản ứng trung hoà; số hoá trị của một phân tử tham gia phản ứng trao đổi; số điện
tử do một phân tử trao đổi trong phản ứng ôxy hoá- khử.
Ví dụ: H
2
SO
4
+ 2H
2
O = Na
2
SO
4
+ 2H
2
O Đ
H2SO4
= M/2
Ba(OH)
2
+ 2HCl = BaCl
2
+ 2H
2

O Đ
Ba(OH)2
= M/2
3. 5.1.5. Độ chuẩn theo chất cần xác định T
A/B

Độ chuẩn của thuốc thử B theo chất cần xác định A là số gam của chất cần xác
định A tác dụng vừa đủ với 1ml dung dịch tiêu chuẩn B.
Ví dụ: T
AgNO3/Cl-
= 0,0120 tức là 1ml dung dịch tiêu chuẩn AgNO
3
sẽ tác dụng
được 0,0120gam ion Cl
-
.
T
KMnO4/Fe2+
= 5,620mg/ml tức là 1ml KMnO
4
ôxy hoá được 5,620mgFe
2+

Cách biểu diễn nồng độ này thuận tiện cho việc tính toán kết quả, khi cần phân
tích nhiều mẫu trong thực tế sản xuất.
Độ chuẩn T
A/B
được xác dịnh theo biểu thức:

3

B
A
10
D
.D

a
T
AB
(3.6)

a: lượng cân chất B tính bằng gam
Đ
A
; Đ
B
: đương lượng gam của A và B
Ví dụ1: - Pha dung dịch T
AgNO3/Cl
-
= 0,00355 thì lượng cân đem pha là:
a = 16,9875g
Ví dụ 2: Tính độ chuẩn của KMnO
4
theo sắt, biết rằng khi chuẩn độ dung dịch
chứa 0,1170g Fe
2+
thì tốn hết 20ml dung dịch KMnO
4
.

T
KMnO4
= 0,1170 / 20 = 0,00585g/ml hay 5,58mg/ml
Ví dụ 3: Độ chuẩn của KMnO
4
theo sắt bằng bao nhiêu, nếu hoà tan 3,1610g
KMnO
4
thành 1ít dung dịch.
5Fe
2+
+ MnO
4
-
+ 8H
+
= Mn
2+
+ 5Fe
3+
+ 4H
2
O
T
KMnO4/Fe2+
= 3,161.55,85/ 31,61 .10
3
= 0,005585g/ml
3.5.2 Cách tính kết quả trong phân tích thể tích
Việc tính kết quả trong phân tích thể tích dựa vào thể tích dung dịch tiêu

chuẩn đã tiêu tốn, lượng cân mẫu ban đầu. Và cách tính dựa vào định luật đương
lương.
3.5.2.1 Định luật đượng lượng

24

* Định luật được phát biểu: Các chất tác dụng với nhau theo những phần trọng
lượng tỉ lệ với đương lượng của chúng.
Có phản ứng tổng quát sau:
mA + nB = pC + qD
Các chất tham gia phản ứng với khối lượng là m
A
; đương lượng Đ
A
và m
B
;
đương lượng là Đ
B
, ta có:
B
A
D
D

B
A
m
m

Hay:
BA
DD
BA
mm


Vậy: A
D
A
m
: Số đương lượng chất A.
B
D
B
m
: Số đương lượng chất B
Như vậy định luật được phát biểu: Các chất phản ứng với số đương lượng
bằng nhau.
* Hệ quả của định luật:

- N
A
. V
A
= N
B
. V
B
(3.7)

Nếu cân ag chất tinh khiết( thường là chất gốc) hoà tan thành dung dịch rồi
chuẩn độ hết V
B
ml dung dịch tiêu chuẩn B có nồng độ N
B

-
BB
VN
a
.10.
D
3
A


(3.8)
3.5.2.2 Tính kết quả theo chuẩn độ trực tiếp:
Cân a gam chất cần xác định A hoà tan thành dung dịch, lấy V
A
ml chất cần
xác định A chuẩn độ hết V
B
ml dung dịch tiêu chuẩn B có nồng độ N
B
.
*Nồng độ chất cần xác định A là:

A
N

A
BB
V
NV .
(3.9)
*Số gam chất cần xác định A là:
- 
A
m
A
D
1000
.
BB
NV
(3.10)