BÀI BÁO CÁO HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM HÓA PHÂN TÍCH

HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM
HÓA PHÂN TÍCH
***
Biên soạn: Trương Dực Đức
Bộ môn Hóa Phân Tích – ĐHBK.HN
Bài thí nghiệm 1: Xác định nồng độ dung dịch HCl bằng Na
2
B
4
O
7
và xác định nồng độ
dung dịch NaOH bằng dung dịch HCl…………………………………………………………
Bài thí nghi
ệm 2: Xác định nồng độ dung dịch NaOH, Na
2
CO
3
trong hỗn hợp bằng dung
dịch HCl……………………………………………………………………………………………
Bài thí nghi
ệm 3: Xác định nồng độ dung dịch NaOH bằng dung dịch Kali hydrophtalat và
xác định nồng độ HCl, H
3
PO
4
trong hỗn hợp…………………………………………………
Bài thí nghi
ệm 4: Xác định nồng độ KMnO
4
sử dụng H

2
C
2
O
7
. 2H
2
O và xác định nồng độ
FeSO
4
bằng dung dịch KMnO
4……………………………………………………………………………………………………
Bài thí nghiệm 5: Xác định nồng độ dung dịch FeSO
4
bằng K
2
Cr
2
O
7
(khử Fe
3+
→Fe
2+
)…….
………………………………………………………………………………………………………
Bài thí nghi
ệm 6: Phương pháp Iot. Xác định nồng độ Na
2
S

2
O
3
bằng K
2
Cr
2
O
7
. Xác định
nồng độ CuSO
4
bằng Na
2
S
2
O
3
theo phương pháp iot…………………………………………
Bài thí nghiệm 7 :Chuẩn độ dung dịch Cl
-
bằng dung dịch AgNO
3
theo 2 phương pháp……
………………………………………………………………………………………………………
Bài thí nghi
ệm 8 :Chuẩn độ EDTA. Xác định nồng độ EDTA bằng ZnSO
4
. Xác định độ
cứng chung của nước bằng EDTA……………………………………………………………….

Bài thí nghiệm 9: Phương pháp khối lượng. Xác định nồng độ Fe
3+
với thuốc thử NH
4
OH.
Xác định nồng độ SO
4
2-
với thuốc thử BaCl
2
…………………………………………………….
NỘI QUY THÍ NGHIỆM HÓA PHÂN TÍCH
1. Sinh viên đi làm thí nghiệm đúng giờ. Đến muộn quá 15 phút không được làm thí
nghiệm.
2. Tr
ước khi làm thí nghiệm sinh viên phải nộp bài chuẩn bị, hiểu rõ nội dung và mục
đích của bài, sinh viên vi phạm một trong những điều trên không được làm thí
nghiệm.
3. Khi
làm thí nghiệm sinh viên phải cẩn thận, quan sát tỉ mỉ, thao tác đúng theo
h
ướng dẫn của cán bộ phụ trách.
4. Khi s
ử dụng thiết bị, máy móc sinh viên cần phải được sự đồng ý của cán bộ phụ
trá
ch.
5. Ch
ỗ làm việc phải được sắp xếp trật tự, sạch sẽ ngăn nắp, không làm việc riêng
trong
phòng thí nghiệm.

6. Tr
ước khi kết thúc buổi thí nghiệm sinh viên phải thu dọn nơi làm việc, dụng cụ
sạ
ch sẽ, bàn giao dụng cụ và thiết bị đầy đủ cho phòng thí nghiệm.
7. Sinh viên
phải hoàn thành tất cả các bài thí nghiệm có trong nội dung môn học và
nộp đầy đủ báo cáo thí nghiệm đúng hạn.
8. Sinh viên
chỉ được làm bù các bài thí nghiệm khi có sự đồng ý của giảng viên phụ
trá
ch.
9. Sinh viên v
ắng trên 03 buổi thí nghiệm không được tiếp tục học môn Hóa phân
tích II.
10.
Sinh viên không được phép nhờ người làm hộ cũng như đi làm thí nghiệm hộ
người khác, nếu vi phạm sẽ bị xử lý theo quy chế.
Bài thí nghiệm 1
Xác định nồng độ dung dịch HCl bằng Na
2
B
4
O
7
và xác định nồng độ dung dịch
NaOH bằng dung dịch HCl
Muối natri tetraborat kết tinh (Na
2
B
4

O
7
.10H
2
O) có khối lượng phân tử lớn (M=381,37) và
đủ tinh khiết có thể dùng làm chất gốc trong chuẩn độ axit-bazơ. Nó là một chất rắn kết tinh màu
trắng, mềm, nhiều cạnh dễ dàng hòa tan trong nước. Khi để ra ngoài không khí khô, nó bị mất
nước dần và trở thành khoáng chất tincalconit màu trắng như phấn (Na
2
B
4
O
7
.5 H
2
O). Trong dân
gian, natri tetraborat được biết đến với tên gọi “hàn the” làm phụ gia cho vào thực phẩm. Tuy
nhiên, do độc tính và ảnh hưởng lâu dài của nó, hàn the đã được cấm sử dụng ở Việt Nam và
nhiều quốc gia trên thế giới.
Bài 1. Xác định nồng độ dung dịch HCl bằng Na
2
B
4
O
7
Để pha dung dịch chuẩn HCl trong phòng thí nghiệm người ta thường sử dụng dung dịch đặc
axit HCl khoảng 37% khối lượng. Đặc điểm của dung dịch HCl đặc là bay hơi và hấp phụ nước
mạnh nên nồng độ của dung dịch HCl đặc luôn luôn thay đổi theo thời gian. Do đó, ta không thể
pha chính xác được dung dịch chuẩn HCl từ dung dịch HCl đặc, m
à sau khi pha chế cần xác định

lại nồng độ của dung dịch pha được. Để xác định lại nồng độ dung dịch HCl pha, ta thường chọn
chất gốc là Na
2
B
4
O
7
.
I. Cơ sở phương pháp
Khi hòa tan vào nước, Na
2
B
4
O
7
bị thủy phân:
Na
2
B
4
O
7
+ 7H
2
O = 2NaOH + 4H
3
BO
3
H
3

BO
3
là axit yếu, NaOH là kiềm mạnh do đó dung dịch borax có tính chất kiềm mạnh, có thể
định phân bằng axit HCl.
Khi tác dụng với HCl phản ứng như sau:
NaOH + HCl = NaCl + H
2
O
Ph
ản ứng tổng cộng:
B
4
O
7
2-
+ 2H
+
+ 5H
2
O = 4H
3
BO
3
Trước điểm tương đương, trong dung dịch còn dư Na
2
B
4
O
7
, dung dịch có tính kiềm (pH>7). Tại

điểm tương đương trong dung dịch có NaCl v
à H
3
BO
3
nên H
3
BO
3
sẽ quyết định pH của dung
dịch. Ta thấy H
3
BO
3
là đa axit có hằng số phân ly K
a1
>> K
a2
, K
a3
(K
a1
= 5,79.10
-10
; K
a2
=
1,82.10
-13
; K

a3
= 1,58.10
-14
), do vậy có thể bỏ qua sự phân ly ra H
+
của các nấc thứ hai và thứ ba.
Chúng ta có thể tính pH của dung dịch đa axit như dung dịch đơn axit với K
a
= K
a1.
Xét cân bằng:
Ta có :
Bỏ qua sự phân ly H
+
của nước ta có thể xét gần đúng : [H
+
]  [A
-
] và [HA]  Ca
Khi đó,
a
a
C
H
K
2
][




aa
CKH .][ 

Từ đó có thể tính pH theo công thức gần đúng sau :
pH = ½ (pK
a1
– logC
a
) ≈ ½ (9,24 + 1) ≈ 5,12
Lưu ý: pH = -log[H
+
], pK
a1
= -logK
a1
Trong đó Ca = 0,1 M (nồng độ chuẩn của dung dịch borat cần pha).
Chất chỉ thị metyl đỏ (pT = 5) được coi là thích hợp nhất để xác định điểm tương đương. (điểm
định phân pT c
àng gần pH tại điểm tương đương càng tốt).
II. Cách tiến hành
1. Pha ch
ế 250,0 ml dung dịch chuẩn natri tetraborat 0,10000N
Tính toán lượng Na
2
B
4
O
7
.10H
2

O cần pha:
= x , (N)
Trong đó, Đ
Na2B4O7.10H2O
= 190,7 g/ đlg
Vo = 250,0 ml
m
a
lượng Na
2
B
4
O
7
.10H
2
O cần cân.
Từ đó tính được m
a
=
= = = 4,7675 g
Lưu ý: với lượng cân này thì nồng độ Na
2
B
4
O
7
pha được là 0,05M nên nồng độ H
3
BO

3
là 0,2M,
như vậy so với tính toán lý thuyết thì tại điểm tương đương pH = ½ (pK
a1
– log Ca) = ½ (9,24 +
0,7) = 4,97 t
ức là không khác nhiều so với lý thuyết.
Cách pha: Cân khoảng 4,6 – 4,8 gam Na
2
B
4
O
7
.10H
2
O trên cân phân tích với độ chính xác
0,0001 gam cho vào cốc có mỏ. Sau đó thêm vào đó khoảng 40-50 ml nước cất, đun nhẹ trên bếp
khuấy bằng đũa thủy tin cho đến tan hoàn toàn rồi chuyển định lượng vào bình định mức 250,0
ml, tráng nước cất ít nhất 5 lần và chuyển định lượng vào bình định mức (tránh mất mát), định
mức bằng nước cất tới vạch, lắc đều trước khi sử dụng.
Tính lại nồng độ của dung dịch chuẩn gốc sau khi pha:
= x , (N)
Lúc này m
a
là lượng cân thực tế cân được.
2. Pha chế dung dịch HCl 0,1N từ dung dịch HCl đậm đặc
Để pha 500 ml dung dịch HCl có nồng độ khoảng 0,1 N dùng cho bài thí nghiệm thì thể tích HCl
đặc (có d = 1,18g/ml chứa 37% HCl nguy
ên chất ) (V
x

) phải lấy:
V
x
=
=
Cách pha: Tiến hành trong tủ hút để tránh khói HCl độc hại. Dùng ống đong lấy khoảng 4,2 ml
dung dịch axit HCl đặc, rót và cốc có mỏ 500ml đã chứa sẵn khoảng 500 ml nước cất, khuấy đều
bằng đũa thủy tinh cho đến khi dung dịch đồng nhất. Nồng độ chính xác của dung dịch HCl vừa
pha sẽ được xác định lại bằng dung dịch chuẩn gốc natri borat.
3. Chuẩn độ.
Nạp dung dịch HCl đã pha chế lên buret, đuổi hết bọt khí, chỉ chỉnh vạch 0 trước khi tiến hành
chu
ẩn độ. Dùng pipet lấy chính xác 10,00 ml dung dịch chuẩn Na
2
B
4
O
7
cho vào bình nón, thêm
vào đó 2 giọt chỉ thị methyl đỏ, dung dịch có màu vàng. Chuẩn độ cho đến khi dung dịch từ màu
vàng chuy
ển sang hồng nhạt. Ghi thể tích HCl tiêu tốn. Tiến hành thí nghiệm ít nhất 3 lần, lấy
giá trị trung bình để tính toán.
III. Tính toán
V
Na
2
B
4
O

7
lấy để chuẩn độ: . . . .10,00 . . . . . . . ml
V
HCl

đo được trong các lần chuẩn độ: Lần 1: . . . . . . . . . . . ml
L
ần 2: . . . . . . . . . . . ml
L
ần 3: . . . . . . . . . . . ml
Trung bình : . . . . . . . . . . . ml
Nồng độ của dung dịch HCl :
- N
HCl
= , (N)
Trong đó: = 10,00 ml
: là giá trị thể tích HCl trung bình của 3 lần thí nghiệm, ml
Đ
HCl
= 36,461 g/đương lượng gam
- C
HCl
= N
HCl
. Đ
HCl
, (g/l)
Bài 2. Xác định nồng độ dung dịch NaOH bằng dung dịch HCl
Dung dịch NaOH rất dễ hấp thụ CO
2

trong không khí, do đó trong dung dịch NaOH luôn
chứa 1 lượng nhỏ Na
2
CO
3
, nồng độ NaOH bị giảm dần theo thời gian bảo quản. Ta cũng không
thể pha được nồng độ chính xác dung dịch NaOH từ hóa chất NaOH rắn, do NaOH hút ẩm rất
mạnh nên không thể cân chính xác được lượng cân. Vì thế, trước khi sử dụng NaOH ta phải xác
định lại nồng độ của nó.
I. Cơ sở phương pháp
Khi tiến hành chuẩn độ dung dịch NaOH bằng dung dịch HCl thì phản ứng chuẩn độ diễn ra như
sau: NaOH + HCl = NaCl + H
2
O
Đây là trường hợp chuẩn độ một bazơ mạnh điển hình bằng một axit mạnh điển hình. Tại điểm
tương đương dung dịch có pH = 7. Về lý thuyết có thể chọn chất chỉ thị sao cho điểm định phân
càng gần pH tại điểm tương đương càng tốt. Tuy nhiên, với yêu cầu về phân tích ta có thể xác
định điểm tương đương với sai số 0,1% vẫn thỏa m
ãn yêu cầu phân tích. Giả sử chuẩn độ 100,00
ml dung dịch NaOH nồng độ 0,1000N bằng dung dịch chuẩn HCl 0,1000N thì bước nhảy pH của
quá trình chuẩn độ với sai số ±0,1% sẽ là 9,7 đến 4,3. Do vậy ta có thể sử dụng chất chỉ thị metyl
đỏ (pT = 5) hoặc phenolphtalein (pT = 9) l
à chất chỉ thị để xác định điểm cuối của quá trình
chu
ẩn độ.
II. Cách tiến hành
1. S
ử dụng chất chỉ thị phenol phtalein
Nạp dung dịch HCl đã pha lên buret, đuổi hết bọt khí, chỉnh vạch 0 trước khi chuẩn độ. Dùng
pipet l

ấy chính xác 10,00 ml dung dịch NaOH từ bình mẫu kiểm tra cho vào bình nón. Thêm 7-8
gi
ọt chất chỉ thị phenol phtalein, dung dịch có màu hồng. Tiến hành chuẩn độ cho đến khi dung
dịch chuyển từ màu hồng sang không màu, ghi thể tích HCl tiêu tốn. Lập lại thí nghiệm ít nhất 3
lần, lấy giá trị trung bình để tính toán.
2. Sử dụng chất chỉ thị metyl đỏ
Nạp dung dịch HCl đã pha lên buret, đuổi hết bọt khí, chỉnh vạch 0 trước khi chuẩn độ. Dùng
pipet l
ấy chính xác 10,00 ml dung dịch NaOH từ bình mẫu kiểm tra cho vào bình nón. Thêm 1-2
gi
ọt chất chỉ thị metyl đỏ, dung dịch có màu vàng. Tiến hành chuẩn độ cho đến khi dung dịch
chuyển từ màu vàng sang màu hồng. Ghi thể tích HCl tiêu tốn. Lập lại thí nghiệm ít nhất 3 lần,
lấy giá trị trung bình để tính toán.
III. Tính toán
Nồng độ NaOH được tính theo công thức:
N
NaOH
= , (N)
C
NaOH
= N
NaOH
. Đ
NaOH
, (g/l)
Trong đó, = 10,00 ml
: là giá trị thể tích HCl trung bình của 3 lần thí nghiệm, ml
Đ
NaOH
= 39,997 g/đương lượng gam

IV. Câu hỏi:
1. So sánh thể tích HCl tiêu tốn trong quá trình chuẩn độ với 2 chất chỉ thị ở trên. Nhận xét kết
quả thu được và giải thích?
Trả lời: Thể tích HCl tiêu tốn trong trường hợp sử dụng chất chỉ thị metyl đỏ cho kết quả lớn hơn
so với trường hợp sử dụng chất chỉ thị phenol phtalein. Nguyên nhân của sự sai lệch kết quả này
là do trong dung d
ịch NaOH bao giờ cũng lẫn 1 lượng nhỏ Na
2
CO
3
. Do vậy phản ứng xẩy ra
trong quá trình chuẩn độ :
NaOH + HCl = NaCl + H
2
O (1)
Na
2
CO
3
+ HCl = NaHCO
3
+ NaCl (2)
NaHCO
3
+ HCl = H
2
CO
3
+ NaCl (3)
Xu

ất hiện 2 điểm tương đương:
- Điểm tương đương 1 ứng với phản ứng (2) kết thúc, pH của dung dịch được quyết định
b
ởi chất lưỡng tính NaHCO
3
. pH của dung dịch có thể được tính gần đúng theo công thức
sau:
pH = ½ (pK
a1
+ pK
a2
) = ½ (6,35+10,33) = 8,34
- Điểm tương đương 2 ứng với phản ứng (3) kết thúc. Khi đó dung dịch sẽ chứa 1 lượng
nhỏ H
2
CO
3
(hay CO
2
hòa tan), pH của dung dịch sẽ được quyết định bởi lượng H
2
CO
3
này. Vì
độ tan bão hòa của H
2
CO
3
là khoảng 10
-4

M nên có thể tính gần đúng pH của dung dịch tại điểm
tương đương 2:
pH = ½ (pK
a1
– lgC
a
) = ½ (6,35 +4) ≈ 5,18.
Do đó ta thấy rằng, khi sử dụng chất chỉ thị phe
nol phtalein (pT = 9) ta sẽ nhận biết được điểm
tương đương 1, c
òn với chỉ thị metyl đỏ (pT = 5) thì thực chất là nhận biết điểm tương đương 2.
Hai điểm tương đương này không trùng nhau, chúng lệch nhau c
àng nhiều khi hàm lượng tạp
Na
2
CO
3
lẫn trong dung dịch càng lớn.
2. Ngoài sử dụng HCl làm chất chuẩn để xác định nồng độ dung dịch NaOH người ta còn hay
s
ử dụng phương pháp nào khác?
Trả lời: trong thực tế, người ta hay sử dụng oxalic acid như là chất gốc để xác định nồng độ dung
dịch NaOH, chất chỉ thị được sử dụng là phenol phtalein.
Bài thí nghiệm 2
Xác định nồng độ dung dịch NaOH, Na
2
CO
3
trong hỗn hợp bằng
dung dịch HCl

Trong quá trình bảo quản NaOH, luôn xẩy ra sự hấp thụ CO
2
trong không khí :
2NaOH + CO
2
= Na
2
CO
3
+ H
2
O
Do đó dung dịch NaOH luôn luôn chứa Na
2
CO
3
. Khi bảo quản trong một thời gian dài hàm
lượng Na
2
CO
3
có thể chiếm tương đối lớn.Trường hợp phải biết hàm lượng riêng của NaOH và
Na
2
CO
3
người ta có thể sử dụng 2 phương pháp xác định:
Phương pháp 1 là xác định 2 điểm tương đương trên đường định phân hỗn hợp.
Phương pháp 2 là sử dụng Ba
2+

để kết tủa hết CO
3
2-
, sau đó định phân xác định riêng NaOH.
Hàm lượng Na
2
CO
3
có thể xác định được sau khi xác định hàm lượng tổng NaOH và Na
2
CO
3
.
Trong bài thí nghi
ệm này chúng ta sẽ sử dụng cả 2 phương pháp để xác định nồng độ NaOH và
Na
2
CO
3
trong hỗn hợp.
Bài 1. Phương pháp dùng hai chất chỉ thị
I. Cơ sở phương pháp:
Khi tiến hành dùng dung dịch chuẩn HCl tác dụng với hỗn hợp cần phân tích chứa NaOH và
Na
2
CO
3
nhỏ giọt từ từ, lắc đều thì các phương trình phản ứng xẩy ra lần lượt như sau:
NaOH + HCl = NaCl + H
2

O (1)
Na
2
CO
3
+ HCl = NaHCO
3
+ NaCl (2)
NaHCO
3
+ HCl = H
2
CO
3
+ NaCl (3)
Rõ ràng là không th
ể xác định được điểm tương đương sau phản ứng (1) do NaOH và Na
2
CO
3
đều là 2 bazo mạnh, chưa kết thúc phản ứng (1) thì phản ứng (2) đã xẩy ra (do 2 bazơ có hằng số
bazơ cách nhau chưa đủ lớn để 2 bước nhảy r
õ rệt). Sau khi kết thúc phản ứng (1) và phản ứng
(2) trong dung dịch sẽ chứa NaCl và NaHCO
3
, pH của dung dịch sẽ do NaHCO
3
quyết định. Do
NaHCO
3

là một chất lưỡng tính nên ta có thể tính pH của dung dịch như sau:
Xét cân bằng :
Dạng axit : HCO
3
-
 H
+
+ CO
3
2-
(1) K
a
= K
a2
= 4,69 . 10
-11
Dạng bazo : HCO
3
-
+ H
2
O  H
2
CO
3
+ OH
-
(2) K
b
= K

H2O
/K
a1
. Trong đó K
a1
= 4,46 . 10
-7
Hoặc biểu diễn dạng bazơ ở dạng:
HCO
3
-
+ H
+
 H
2
CO
3
K = 1/K
a1
(2’)
H
2
O  H
+
+ OH
-
(3) K
w
= [OH
-

].[H
+
]
Ta có các phương trình sau:
- K
a2
=
][
]].[[
3
2
3


HCO
COH
 [CO
3
2-
] = Ka
2
.
][
][
3


H
HCO
(*)

1
2
a
OH
K
K
=
][
]].[[
3
32


HCO
COHOH
hoặc
1
1
a
K
=
]].[[
][
3
32

HHCO
COH
 [H
2

CO
3
] =
1
3
]].[[
a
K
HHCO

(**)
Nh
ận xét H
+
trong dung dịch là do phương trình (1) và (3) tạo ra, còn phương trình (2) hay (2’) là
m
ất đi. Như vậy,
[H
+
] = [H
+
]
(1)
+ [H
+
]
(3)
– [H
+
]

(2’)
(***)
M
ặt khác,
- theo cân bằng phương trình (1) luôn có [H
+
]
(1)
= [CO
3
2-
]
- theo cân bằng phương trình (3) luôn có [H
+
]
(3)
= [OH
-
]
- theo cân bằng phương trình (2’) luôn có [H
+
]
(2’)
= [H
2
CO
3
]
thay vào phương trình (***) ta được:
[H

+
] = [CO
3
2-
] + [OH
-
] - [H
2
CO
3
]
M
ặt khác [OH
-
] = K
H2O
/ [H
+
] (****)
Bây gi
ờ từ các phương trình (*), (**) và (****) ta thay vào phương trình (***) được:
[H
+
] = Ka
2
.
][
][
3



H
HCO
+
][
2

H
K
OH
-
1
3
]].[[
a
K
HHCO

Nhân cả 2 vế với [H
+
] rồi chuyển vế ta được:
[H
+
]
2
+
1
2
3
]].[[

a
K
HHCO

= K
a2
.[HCO
3
-
] + K
H2O
Đặt [H
+
]
2
làm thừa số chung ta được :
[H
+
]
2
=
1
3
232
][
1
].[
a
OHa
K

HCO
KHCOK




=
][
].[
31
21321




HCOK
KKHCOKK
a
OHaaa
[H
+
] =
][
].[
31
21321





HCOK
KKHCOKK
a
OHaaa
Ta có thể tính toán gần đúng như sau:
Coi HCO
3
-
tham gia vào các phản ứng (1) và (2) là không đáng kể, tức là [HCO
3
-
] = C
o
(không
thay đổi).
Và nếu K
a1
rất nhỏ hơn < < [HCO
3
-
] thì ta có thể bỏ qua K
a1
ở biểu thức dưới mẫu số
Và nếu K
H2O
rất nhỏ hơn << K
a2
.[HCO
3
-

] thì có thể bỏ qua K
a1
.K
H2O
ở biểu thức trên tử số
Khi đó ta có công thức gần đúng:
[H
+
] =
21
.
aa
KK
Suy ra :
pH = ½ (pK
a1
+ pK
a2
) = ½ (6,35+10,33) = 8,34
Ta chọn chất chỉ thị là phenol phtalein (pT = 9) là phù hợp trong trường hợp này, tại thời điểm
này chỉ thị sẽ chuyển từ màu hồng sang không màu.
Sau khi ph
ản ứng (3) kết thúc, trong dung dịch có H
2
CO
3
và NaCl. Như vậy, pH của dung dịch
sẽ do H
2
CO

3
quyết định (lưu ý rằng độ tan tối đa của H
2
CO
3
là khoảng 10
-4
M). Do H
2
CO
3
có
K
a1
>> K
a2
nên chúng ta tính pH của dung dịch đơn axit yếu với hằng số phân ly K
a1
. Bỏ qua sự
phân ly H
+
của nước.
H
2
CO
3
󱚰 HCO
3
-
+ H

+
Bđ 0,0001 0 0
Ph ly x
 x x
Cb 0,0001-
x x x
K
a1
= = 4,46.10
-7
→ x = 10
-5,18
M → pH = 5,18
Chọn chất chỉ thị là metyl đỏ có pT = 5 là phù hợp để xác định điểm tương đương. Tại thời điểm
tương đương dung dịch sẽ đổi m
àu từ vàng sang màu hồng.
Tuy nhiên, trong bài thí nghiệm này chúng ta sẽ sử dụng chỉ thị metyl da cam để xác định điểm
tương đương. Vậy chỉ thị metyl da cam có thể sử dụng được trong trường hợp n
ày ?
Ch
ỉ thị metyl da cam có khoảng đổi màu từ pH 3,1 – 4,4. Với sai số cho phép của phép phân tích
là 0,1%, sau điểm tương đương dư 1 giọt HCl 0,1N th
ì pH của dung dịch vào khoảng 4,3 khi đó
dung dịch sẽ chuyển màu từ màu vàng sang màu da cam. Như vậy, sử dụng chỉ thị metyl da cam
trong trường hợp này có thể áp dụng được với sai số cho phép.
Lưu
ý: Theo một số tài liệu tham khảo mới: độ tan của CO
2
trong nước ở 25
o

C là khoảng 1,45
g/1kg nước ứng với nồng độ khoảng 0,033M. Khi đó thực tế pH tại ĐTĐ sẽ là pH =3,91 (Tức là
ch
ất chỉ thị phù hợp ở đây sẽ là metyl da cam)
Solubility of Carbon Dioxide - CO
2
- in Water
Source: />II. Cách tiến hành.
Nạp dung dịch HCl 0,1000 N vào buret, đuổi bọt khí và chỉnh về vạch 0 trước khi tiến hành
chu
ẩn độ. Lấy chính xác 10,00 ml dung dịch hỗn hợp kiểm tra NaOH và Na
2
CO
3
vào bình nón,
thêm 7-8 gi
ọt chỉ thị phenol phtalein, dung dịch có màu hồng. Chuẩn độ cho tới khi dung dịch
chuyển từ màu hồng sau không màu, ghi thể tích V
(1,2) HCl
tiêu tốn. Thêm tiếp vào bình nón 1-2
gi
ọt chỉ thị metyl da cam, dung dịch chuyển màu vàng, chuẩn độ tiếp cho đến khi dung dịch
chuyển từ màu vàng sang màu da cam, ghi thể tích V
(1,2,3) HCl
tiêu tốn. Lập lại thí nghiệm ít nhất 3
lần, lấy giá trị trung bình để tính toán.
Tính toán
Phản ứng dùng CCT V
HCl
lần 1 V

HCl
lần 2 V
HCl
lần 3 V
HCl
TB
Phenolphtalein
Metyl da cam
Nồng độ của dung dịch NaOH trong hỗn hợp (N, g/l)
N
NaOH
= , (N)
C
NaOH
= N
NaOH
. Đ
NaOH
, (g/l)
Trong đó: = 10,00 ml
: là thể tích HCl tiêu tốn cho phản ứng (1) và (2) được tính trung bình từ
ba lần thí nghiệm (khi chất chỉ thị phenolphatalein đổi màu hồng sang không
màu).
: là thể tích HCl tiêu tốn cho phản ứng (1), (2) và (3) được tính trung
bình từ ba lần thí nghiệm (khi chất chỉ thị metyl da cam đổi màu từ vàng sang da
cam).
N
ồng độ của dung dịch Na
2
CO

3
(N, g/l) trong hỗ hợp
= , (N)
= . , (g/l)
Đ
NaOH
= 39,997 (g/đlg) và Đ
Na2CO3
= 52,999 (g/đlg)
III. Câu hỏi:
1. Cần lưu ý gì khi xác định điểm tương đương thứ nhất khi chỉ thị phenol phtalein đổi màu từ
hồng sang không màu?
Tr
ả lời: Do H
2
CO
3
có tỉ số giữa hằng số axit các nấc < 10
4
, bước nhảy ở ĐTĐ thứ nhất (tạo
thành NaHCO
3
) không đủ lớn, bởi vậy việc đổi màu của chất chỉ thị ở điểm này không rõ ràng
và do đó việc xác định điểm tương đương kém chính xác.
Ngoài ra còn do sự hấp thụ CO
2
trong không khí (hoặc trong nước), vì thế mà một phần NaOH
biến thành Na
2
CO

3
ngay trong khi chuẩn độ đó cũng là một nguyên nhân gây ra sai số. Mặt khác,
do tính axit của CO
2
mạnh hơn tính axit của phenol phtalein nên sát điểm tương đương có thể
một phần CO
2
hấp thụ có thể gây ra sự mất màu của hồng của chỉ thị.
Do vậy, để đảm bảo tính chính xác của phép phân tích cần chú ý:
- Pha loãng dung d
ịch cần phân tích bằng nước không chứa CO
2
- Chuẩn độ dung dịch ngay khi lấy hỗn hợp.
- Khi gần kết thúc chuẩn độ (với chất chỉ thị phenolphtalein) thêm HCl chậm để tránh tạo H
2
CO
3
tự do ( đây là sai số hay mắc phải)
- Không lắc dung dịch quá mạnh nếu không sẽ tăng cường sự hấp thụ CO
2
- Dùng một lượng phenolphtalein tương đối lớn (7-8 giọt) nếu dùng ít thì chất chỉ thị có thể mất
màu sớm trước điểm tương đương do phenolphtalein nhạy với CO
2
Bài 2. Chuẩn độ dung dịch NaOH, Na
2
CO
3
trong hỗn hợp dùng BaCl
2
dư

I. Cơ sở phương pháp
Kết tủa Na
2
CO
3
bằng BaCl
2
dư:
BaCl
2
+ Na
2
CO
3
= BaCO
3
↓ + NaCl
Dung dịch còn lại là NaOH, không cần lọc kết tủa, dùng HCl định phân dung dịch với chất chỉ
thị phenolphtalein, biết được thể tích dung dịch HCl cần tác dụng với riêng NaOH.
HCl + NaOH = NaCl + H
2
O
T
ại điểm tương đương, dung dịch chứa NaCl, BaCl
2
dư, pH =7. Bước nhảy pH ứng với sai số
0,1% là từ 9,7 đến 4,3 nên chọn phenol phtalein làm chất chỉ thị là hợp lý.
Để xác định nồng độ Na
2
CO

3
, lấy một mẫu khác dùng dung dịch HCl 0,1000N định phân hỗn
hợp NaOH+Na
2
CO
3
, dùng metyl da cam làm chất chỉ thị. Ta biết được thể tích dung dịch HCl
tiêu tốn để tác dụng với toàn bộ NaOH và Na
2
CO
3
. Từ mối tương quan tính toán được nồng độ
của Na
2
CO
3
.
NaOH + HCl = NaCl + H
2
O
Na
2
CO
3
+ HCl = NaHCO
3
+ NaCl
NaHCO
3
+ HCl = H

2
CO
3
+ NaCl
T
ại điểm tương đương dung dịch đổi màu từ vàng sang da cam.
II. Cách tiến hành
Nạp dung dịch HCl 0,1000N vào buret, đuổi bọt khí, chỉnh vạch 0 trước khi chuẩn độ. Lấy chính
xác 10,00 ml hỗn hợp NaOH, Na
2
CO
3
vào bình nón, thêm 1-2 giọt chỉ thị metyl da cam, dung
dịch có màu vàng. Chuẩn độ cho tới khi dung dịch màu vàng chuyển sang màu da cam, ghi thể
tích V
(1,2,3) HCl
tiêu tốn. Lập lại thí nghiệm ít nhất 3 lần, lấy kết quả trung bình để tính toán.
Tiếp theo lấy chính xác 10,00 ml hỗn hợp NaOH, Na
2
CO
3
vào bình nón, kết tủa hoàn toàn bằng
5-7ml dung dịch BaCl
2
5%, không lọc kết tủa thêm 7-8 giọt phenol phtalein, dung dịch có mùa
h
ồng, chuẩn độ đến khi dung dịch mất màu hồng chỉ còn màu trắng đục của kết tủa BaCO
3
, ghi
th

ể tích V
(1) HCl
tiêu tốn. Lập lại thí nghiệm ít nhất 3 lần, lấy kết quả trung bình để tính toán.
Tính toán
 Khi dùng với chỉ thị phenolphtalein: ( với BaCl
2
dư)
 V
HCl

đo được trong các lần chuẩn độ : Lần 1: . . . . . . . . . . . ml
Lần 2: . . . . . . . . . . . ml
L
ần 3: . . . . . . . . . . . ml
Trung bình V
1
: . . . . . . …. . . . . ml
 Khi dùng chỉ thị metyl da cam:
 V
HCl
đo được trong các lần chuẩn độ: Lần 1: . . . . . . . . . . . ml
L
ần 2: . . . . . . . . . . . ml
L
ần 3: . . . . . . . . . . . ml
Trung bình V
2
: . . . . . . . . . . . … ml
 V
HCl

đo được khi chuẩn độ có BaCl
2
dư V
1
= . . . . . . . . . . ml
 V
HCl
đo được khi không thêm BaCl
2
vào V
2
= . . . . . . . . . . ml
 V
HCl
c
ần thiết để chuẩn độ NaOH trong hỗn hợp V = . . . . . . . . . . ml
 V
HCl
c
ần thiết để chuẩn độ Na
2
CO
3
trong hỗn hợp V = . . . . . . . . . . ml
N
ồng độ của dung dịch NaOH trong hỗn hợp (N, g/l)
N
NaOH
= , (N)
C

NaOH
= N
NaOH
. Đ
NaOH
, (g/l)
Nồng độ của dung dịch Na
2
CO
3
(N, g/l) trong hỗn hợp
= , (N)
= . , (g/l)
III. Câu hỏi
1. Chuẩn độ dung dịch hỗn hợp NaOH  Na
2
CO
3
sau khi thêm BaCl
2
dư có thể dùng metyl da
cam để xác định điểm tương đương được không? Tại sao?
Trả lời: Không thể dùng chỉ thị metyl da cam để xác định điểm tương đương vì:
Sau khi thêm BaCl
2
vào bình nón, xuất hiện kết tủa BaCO
3
do phản ứng
BaCl
2

+ Na
2
CO
3
= BaCO
3
↓ + NaCl
Khi tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch HCl, tại điểm tương đương dung dịch có pH = 7. Bước
nhảy pH lân cận điểm tương đương từ 9,7 đến 4,3, nếu ta sử dụng chỉ thị metyl da cam thì điểm
kết thúc của quá trình chuẩn độ có môi trường axit ( do metyl da cam chỉ đổi màu khi pH của
dung dịch < 4,4) . Tuy nhiên BaCO
3
dễ tan trong môi trường axit theo phản ứng
BaCO
3
+ 2HCl = BaCl
2
+ CO
2
↑ + H
2
O
K
ết tủa bị hòa tan sẽ dẫn tới sai số lớn. Sử dụng chỉ thị phenol phtalein phù hợp hơn do phenol
phtalein mất màu ở pH cao khoảng 9, sai số mắc phải thấp hơn. Nếu sau khi thêm BaCl
2
ta tiến
hành lọc bỏ kết tủa và tiếp tục chuẩn độ thì có thể sử dụng chỉ thị metyl da cam để xác định điểm
tương đương. Tuy nhiên thực hiện c
àng nhiều công đoạn thì khả năng mắc sai số càng lớn.

Để
thấy rõ được ảnh hưởng của pH kết thúc định phân gây sai số lớn cho phép phân tích, ta sẽ
tính toán thực tế sự ảnh hưởng của độ tan kết tủa theo pH của dung dịch
Xét cân bằng:
(1’) BaCO
3
 Ba
2+
+ CO
3
2-
T
BaCO3
= 8.10
-9
(2’) CO
3
2-
+ H
+
 HCO
3
-
1/K
a2
Trong đó K
a1
= 10
-6,36
(3’) HCO

3
-
+ H
+
 H
2
CO
3
1/K
a1
K
a2
= 10
-10,25
Thiết lập mối quan hệ giữa những cân bằng trên ta được:
[CO
3
2-
] =
211
2
21
.][][
.
aaa
aa
KKHKH
KK



(*)
T
ại pH = 9 ta có [H
+
] = 10
-9
, thay các giá trị K
a1
, K
a2
vào (*) ta được:
[CO
3
2-
] = 0,053 (M)
Khi đó độ tan của BaCO
3
tại pH = 9 là
S =
][
2
3
4

CO
T
BaáO
= 3,89 . 10
-4
(M).

Tại pH = 5 ta có [H
+
] = 10
-5
, thay các giá trị K
a1
, K
a2
vào (*) ta được:
[CO
3
2-
] = 2,35.10
-7
(M)
Khi đó độ tan của BaCO
3
tại pH = 5 là
S =
][
2
3
4

CO
T
BaáO
= 0,184(M).
Như vậy ở pH = 5, BaCO
3

tan gấp khoảng 2000 lần so với tại pH =9. Tức là tại pH = 9 ta có thể
bỏ qua độ tan của BaCO
3
mà sai số mắc phải không đáng kể, trong khi tại pH = 5 không thể bỏ
qua được độ tan của BaCO
3
.
Lưu ý: một số câu trả lời cho rằng không thể sử dụng metyl da cam để xác định ĐTĐ do điểm
định phân của metyl da cam pT = 4 nằm ngoài bước nhảy pH lân cận ĐTĐ với sai số 0,1% l
à
không h
ợp lý. Vì có thể đặt câu hỏi logic ngược lại là tại sao trong bài lại sử dụng metyl da cam
để xác định ĐTĐ trong trường hợp sử dụng 2 chất chỉ thị?. Ở đây, nguy
ên nhân chính quan trọng
nhất là axit dư sẽ hòa tan kết tủa dẫn đến mắc phải sai số lớn.
2. Khi sử dụng BaCl
2
để kết tủa hết Na
2
CO
3,
quá trình định phân cần lưu ý gì?
Tr
ả lời: sau khi sử dụng BaCl
2
trong bình nón sẽ xuất hiện kết tủa BaCO
3
, kết tủa này dễ tan ở
pH thấp nên lưu ý trong quá trình định phân phải lắc đều, tốc độ nhỏ giọt HCl vừa phải (để tránh
hiện tượng pH cục bộ do nhỏ quá nhanh HCl có thể làm tan kết tủa dẫn tới sai số lớn). Gần điểm

tương đương pH của dung dịch thay đổi rất lớn n
ên phải nhỏ thật chậm, lắc đều để tránh hòa tan
BaCO
3
.
Bài thí nghiệm 3: Xác định nồng độ dung dịch NaOH bằng dung dịch Kali
hydrophtalat và xác định nồng độ HCl, H
3
PO
4
trong hỗn hợp
Trong chuẩn độ axit – bazo, chuất chuẩn thường được chọn là các axit mạnh (hoặc bazo mạnh)
vì nó dễ dàng tác dụng hoàn toàn với chất phân tích. Do đó, khả năng ứng dụng được mở rộng.
Trong đó điển h
ình là NaOH và HCl thường được sử dụng làm chất chuẩn vì là axit, bazo mạnh,
dễ tìm và rẻ tiền. Tuy nhiên, thực tế ta thường không thể pha được ngay nồng độ chính xác đã
bi
ết của dung dịch NaOH và HCl do đi từ chất gốc là NaOH rắn (dễ hút ẩm trong quá trình cân)
và HCl đặc 37%(dễ bay hơi). Do đó thông thường, người ta có thể pha tương đối bằng cân kỹ
thuật, sau đó sử dụng một chuẩn gốc biết chính xác nồng độ để xác định lại nồng độ của các
dung d
ịch trên.
Bài 1: Xác định nồng độ NaOH bằng Kali hydro Phthalat
1. Cơ sở phương pháp:
Phản ứng chuẩn độ:
OH
-
+ HPh
-
= Ph

2-
+ H
2
O K
cb
=
1
1
b
K
=
9
10.5641,2
1

= 3,9.10
8
(khá lớn)
Hằng số cân bằng của phản ứng khá lớn nên phản ứng được xem xẩy ra hoàn toàn.
Để xác định được nồng độ NaOH chúng ta pha chuẩn gốc Kali hydro Phthalat từ chất gốc
Kali hydro phthalat.
Yêu c
ầu của 1 chất gốc là:
+ Ph
ải tinh khiết về mặt hóa học, tạp chất không lớn hơn 0,05 - 0,1%, có thể kết tinh lại được
và sấy khô ở một nhiệt độ nhất định.
+ Thành phần hóa học phải ứng đúng với công thức hóa học. Ví dụ các tinh thể ngậm nước
phải đúng với số phân tử theo công thức hóa học.
+ Chất gốc và dung dịch chuẩn phải bền trong thời gian giữ gìn và nồng độ phải không đổi
theo thời gian.

+ Mol đương lượng của chất gốc c
àng lớn càng tốt để tăng độ chính xác khi xác định nồng
độ của dung dịch.
Kali hydro phthalat, thường được gọi đơn giản l
à KHPh, là một hợp chất muối axit. Nó có dạng
bột trắng, tinh thể không màu, và khi tan trong nước là dung dịch không màu. Nó có tính axit và
thường được sử dụng như là một chất chuẩn gốc trong chuẩn độ acid-bazơ vì nó là hợp chất ổn
định
, bền trong không khí, có khối lượng mol lớn (204,233g/mol), dễ cân chính xác. Tuy nhiên,
NaOH
KHPh
nó có tính hút ẩm nhẹ, nên thường được giữ trong bình hút ẩm trước khi đem sử dụng. Ngoài các
tính ch
ất vừa nêu trên, độ pH của KHPh trong dung dịch là rất ổn định nên nó cũng được dùng
như một chất gốc để chuẩn hóa thang pH.
Axit phthalic có K
a1
= 1,12.10
-3
và K
a2
= 3,9.10
-6
. Do vậy, ta có thể tính được K
b1
và K
b2
tương
ứng của bazơ Phthalate là
K

b1
= K
w
/K
a2
= 2,5641.10
-9
và K
b2
= K
w
/K
a1
= 8,9.10
-12
. [vì dạng bazo
Ph
2-
(K
b1
) là bazo liên hợp của dạng axit HPh
-
(K
a2
)].
N
ếu tính gần đúng pH của dung dịch muối kali hydrophatalat:
pH = ½(pKa
1
+pK

a2
) = ½ (2,905+5,408) = 4,18
T
ại điểm tương đương: dung dịch chứa muối phatalat Ph
2-
(Na
2
Ph và K
2
Ph). Là một đa bazo yếu
2 nấc tương ứng với hằng số bazo là K
b1
= K
w
/K
a2
= 2,5641.10
-9
và K
b2
= K
w
/K
a1
= 8,9.10
-12
. Do
K
b2
nhỏ hơn khá nhiều so với K

b1
nên có thể coi sự phân ly ra OH
-
của đa bazơ phathalat do nấc
thứ nhất là chủ yếu. Giả sử nồng độ của bazơ phathalat là 0,1M, khi đó
Ph
2-
+ H
2
O 󱚰 HPh
-
+ OH
-
K
b1
= 2,5641.10
-9
Bỏ qua sự phân ly của nước, coi nồng độ Ph
2-
tại ĐTĐ không đổi = C
B
= 0,1M.
[OH
-
] =
Bb
CK .
1
> pOH = )log(
2

1
1 Bb
CpK  > pH = 14-pOH
pH
 7 + )log(
2
1
2 Ba
CpK  = 7 + )1,0log408,5(
2
1
 = 9,20
Ch
ứng minh:
B
b
C
OH
Ph
HPhOH
K
2
2
1
][
][
]][[





> [OH
-
] =
Bb
CK .
1
 [H
+
] =
Bb
w
CK
K
.
1
> pH = -log[H
+
] = -[logK
w
- )log(log
2
1
1 Bb
CK  ] = -logK
w
-
Bb
CpK log
2

1
2
1
1
 >pH = 14 -
Ba
CpK log
2
1
)14(
2
1
2
 = 7 + )log(
2
1
2 Ba
CpK 
Trước điểm tương đương với sai số -0,1%.:
Giả sử chuẩn độ 100,0 ml KHPh 0,1M bằng dung dịch NaOH 0,1M thì V
e
= 100,0ml
Thêm 99,9
ml NaOH đã thêm vào:
[HPh
-
]dư =
99,9100
(M)0,1.(ml)0,1


= 5,0.10
-5
(M)
[Ph
2-
] =
9,99100
100
).(1,0.
100
9,99

M
= 0,04997 (M)
Ta có dung d
ịch đệm HPh
-
/Ph
2-
: áp dụng CT Henderson tính pH cho dung dịch đệm:
pH = pK
a2
+ log
][HPh
][Ph
-
-2
= 5,408 + log
5-
5.10

0,04997
= 8,41
Sau
điểm tương đương với sai số +0,1%.:
Thêm 100,1 ml NaOH đã thêm vào:
[NaOH]dư =
,1100100
(M)0,1.(ml)0,1

= 4,998.10
-5
(M)
[Ph
2-
] =
1,100100
100
).(1,0.
100
100

M
= 0,04998 (M)
Trong dung d
ịch tồn tại 2 bazo, Bazo NaOH là bazo mạnh nên bỏ qua sự phân ly của bazo
yếu Ph
2-
. Nồng độ NaOH đủ lớn (C
B
>10

-6
và bazo mạnh) nên bỏ qua sự phân ly của nước:
[OH
-
] = [NaOH]dư = 4,998.10
-5
(M) > pOH = 4,30 > pH = 14-pOH = 9,70
V
ậy bước nhảy pH của phản ứng chuẩn độ là 8,41 đến 9,70 ( pH tại ĐTĐ là 9,20)
Bước nhảy không rõ ràng. pH tại điểm tương đương là 9,20, chất chỉ thị thích hợp để xác
định điểm tương đương của phản ứng chuẩn độ có thể l
à phenolphthalein (khoảng pH đổi
màu 8,0 đến 9,6), giá trị định phân pT = 9.
(Bước nhảy không rõ ràng yêu cầu chuẩn độ chậm để tránh sai số. Dự đoán màu của phenol
phtalein thay đổi chậm, xuất hiện từ từ m
àu hồng nhạt bền 30s không được chuẩn nhanh
tránh sai số quá xa, màu hồng càng nhạt càng tốt).
Như vậy đã chỉ ra được phản ứng xẩy ra hoàn toàn, đủ nhanh, hợp thức, tính được bước nhảy
pH và chọn được CCT phù hợp để xác định ĐTĐ.
2. Cách tiến hành
a. Pha ch
ế 250,0 ml dung dịch chuẩn KHPh 0,1000N
Tính toán lượng cân chất gốc cần lấy:
m
a
= =
=5,1058g
Cách tiến hành: Cân KHPh trên cân phân tích một lượng khoảng m
a
(g) trên giấy cân với độ

chính xác 0,0001g, cho vào cốc có mỏ 100ml sạch. Sau đó thêm khoảng 40-50ml nước cất,
khuấy cho tan bằng đũa thủy tinh (lưu ý: đũa thủy tinh đã cho vào cốc có mỏ thì luôn luôn được
giữ trong cốc, tránh đưa ra ngoài vì có thể làm mất mẫu ). Chuyển toàn bộ lượng dung dịch đã
hòa tan vào bình
định mức (rót qua đũa thủy tinh). Tráng cốc và đũa thủy tinh 3-4 lần bằng nước
cất rồi chuyển toàn bộ vào bình định mức. Định mức bằng nước cất đến vạch mức. Lắc thật đều
dung dịch trước khi sử dụng (tuyệt đối không được quên thao tác lắc đều cho dung dịch đồng
nhất).
T
ừ lượng cân thực tế trên cân phân tích, chúng ta tính lại nồng độ dung dịch KHPh đã pha:
N
KHPh
= x = x
b. Chuẩn độ xác định nồng độ NaOH
- Buret : nạp dung dịch NaOH (phòng thí nghiệm đã pha sẵn). Trước khi nạp, buret và cốc
có mỏ 100 được rửa sạch, tráng bằng nước cất. Sau đó sử dụng khoảng 30ml dung dịch
NaOH để tráng to
àn bộ buret và cốc có mỏ 100. Sau đó, tiến hành lấy dung dịch NaOH
nạp lên buret và đuổi bọt khí tại mũi buret.
- Bình nón: bình nón được rửa sạch và tráng bằng nước cất trước khi tiến hành. Dùng pipet
l
ấy chính xác 10,00 ml KHPh cho vào bình nón, thêm 7-8 giọt chất chỉ thị
phenolphtalein, dung dịch không màu.
- Chỉnh vạch 0 trên buret để bắt đầu quá trình chuẩn độ. Từ từ mở khóa van buret đưa dung
dịch NaOH nhỏ giọt xuống bình nón đồng thời lắc đều bình nón, mắt quan sát bình nón.
T
ốc độ chuẩn chậm ( khi nhỏ NaOH xuống bình nón có thể quan sát thấy màu hồng cục
bộ xuất hiện rồi biến mất ngay ), tới gần điểm tương đương (khi mà màu hồng cục bộ
xuất hiện và biến mất chậm hơn) phải tiến hành chuẩn rất chậm. Ngay khi dung dịch từ
không màu xuất hiện màu hồng nhạt và bền màu trong khoảng 30s thì kết thúc quá trình

chu
ẩn độ. Ghi lại thể tích NaOH tiêu tốn. Làm thí nghiệm 3 lần.
3. Tính toán
Áp dụng định luật tác dụng đương lượng:
N
NaOH
= , (N)
Trong đó: = 10,00 ml
: là thể tích NaOH tiêu tốn được tính trung bình từ ba lần thí nghiệm (khi
chất chỉ thị phenolphatalein đổi màu)
N
KHPh
là nồng độ của dung dịch chuẩn KHPh đã pha chế và được tính lại nồng độ.
4. Những lưu ý: những sai số có thể mắc phải?
- Sai số có thể gặp trong quá trình cân pha chuẩn gốc. Do đó việc pha chuẩn gốc phải đảm
bảo chính xác, cẩn thận tuân thủ mọi thủ tục của quá trình cân pha.
- Sai s
ố có thể mắc phải khi chuẩn độ quá nhanh. Do bước nhảy không rõ ràng (pH không
thay đổi quá đột ngột tại ĐTĐ) nên việc chuẩn độ phải được tiến hành chậm ở lân cận
ĐTĐ nếu không
rất dễ chuẩn quá ĐTĐ.
- Lượng chỉ thị phenol phtalein phải cho đủ lớn (7-8 giọt) và tránh lắc quá mạnh để tránh
ảnh hưởng của CO
2
trong không khí hấp thụ vào bình chuẩn độ gây sai số.
- Chuẩn gốc phải được pha bằng nước cất mới được đun sôi trước đó (để giảm hàm lượng
CO
2
hòa tan trong nước. Nếu CO
2

tồn tại trong nước nó có thể trung hòa NaOH gây sai
s
ố).
Bài 2. Xác định nồng độ HCl và H3PO4 trong hỗn hợp bằng dung dịch chuẩn NaOH
Đây là một ví dụ điển hình về chuẩn độ một hỗn hợp axit. Trong thực tế ta gặp nhiều trường hợp
phải xác định từng axit hoặc từng bazo trong hỗn hợp của chúng. Có rất nhiều hỗn hợp axit, bazo
nhưng không có nhiều trường hợp có thể chuẩn độ lần lượt từng axit bằng bazo mạnh
hoặc
ngược lại. Đối với hỗn hợp 2 axit HCl v
à H
3
PO
4
thoạt tiên ta nghĩ có thể chuẩn lần lượt chúng
bằng dung dịch NaOH (vì HCl là axit mạnh Ka rất lớn, H
3
PO
4
là 1 đa axit yếu có nấc 1 K
a1
=
7,11.10
-3
) nhưng thực tế lại không phải như vậy vì khi thêm từ từ NaOH vào hỗn hợp 2 axit đó
thì thoạt tiên HCl bị trung hòa trước, nhưng H
3
PO
4
cũng bị trung hòa đồng thời với HCl khi
lượng HCl c

òn khá nhiều trong dung dịch. H
3
PO
4
bị trung hòa 1 phần tạo H
2
PO
4
-
là 1 bazo yếu
có K
b3
= K
w
/K
a1
= 1,406.10
-12
. Do đó, trong dung dịch sẽ tồn tại 1 hệ đệm H
3
PO
4
/ H
2
PO
4
-
làm
cho pH c
ủa dung dịch biến thiên từ từ và do đó không xuất hiện bước nhảy pH ứng với chuẩn độ

riêng HCl. Thực tế chỉ quan sát thấy bước nhảy pH ứng với sự chuẩn độ tổng cộng của 2 axit. Ta
s
ẽ đi vào khảo sát cụ thể.
1. Cơ sở phương pháp
Giả sử chuẩn độ hỗn hợp HCl 0,1N + H
3
PO
4
0,1N
Bi
ết pK
a1
= 2,15; pK
a2
= 7,20; pK
a3
= 12,38.
Chu
ẩn độ một hỗn hợp hai axit bằng một bazơ mạnh, các phản ứng xảy ra lần lượt là:
NaOH + HCl = NaCl + H
2
O (1)
NaOH + H
3
PO
4
= NaH
2
PO
4

+ H
2
O (2)
NaOH + NaH
2
PO
4
= Na
2
HPO
4
+ H
2
O (3)
NaOH + Na
2
HPO
4
= Na
3
PO
4
+ H
2
O (4)
Đường định phân của hỗn hợp có dạng như sau:
NaOH
HCl+H
3
PO

4
Trên đường định phân xuất hiện 2 bước nhảy pH, bước nhảy thứ nhất ứng với ĐTĐ (2) {phản
ứng (2) kết thúc
} và bước nhảy thứ hai ứng với ĐTĐ (3) { phản ứng (3) kết thúc}. Phản ứng thứ
(4) không có bước nhảy pH do
pK
a3
= 12,38 >> 7. Trong 2 bước nhảy chỉ có bước nhảy pH tại
ĐTĐ (2) là rõ ràng {K
a1
/K
a2
> 10
4
}. Nguyên nhân vì K
a2
<10
-7
nên bước nhảy pH tại ĐTĐ (3)
không
rõ ràng.
 Trước khi định phân: trong dung dịch chứa hỗn hợp 2 axit HCl và H
3
PO
4
vì HCl là 1 axit
m
ạnh nên pH của dung dịch sẽ được quyết định bởi HCl (bỏ qua ảnh hưởng của H
3
PO

4
) -
-> [H
+
]  0,1M
pH = -log[H
+
] = -log0,1 = 1
 Tại ĐTĐ (2): toàn bộ H
3
PO
4
chuyển thành H
2
PO
4
-
: Dung dịch chứa chất lưỡng tính
H
2
PO
4
-
. pH của dung dịch được tính theo công thức: (F: nồng độ [H
2
PO
4
-
])
[H

+
] =
FK
KKFKK
a
waaa


1
121

> tính gần đúng: bỏ qua sự phân ly của nước (K
a2
.F
>>K
w
) và F>>K
a1
. Khi đó [H
+
]
21
.
aa
KK
Có thể tính gần đúng : pH = ½ (pK
a1
+ pK
a2
) = ½ (2,15 + 7,20) = 4,68

Ch
ọn CCT phù hợp là metyl da cam (khoảng pH đổi màu 3,1 đến 4,4), giá trị định phân pT = 4
để xác định điểm tương đương.
Cụ thể bước nhảy pH (4,12 ÷ 5,21) pH = 5,21-4,12 = 1,09 đơn
vị pH.
 Tại ĐTĐ (3): toàn bộ H
2
PO
4
-
chuyển hóa thành HPO
4
2-
. Dung dịch chứa HPO
4
2-
là một
ch
ất lưỡng tính. pH của dung dịch được tính theo công thức:
[H
+
] =
'
2
2
'
32

FK
KKFKK

a
waaa


tính gần đúng: bỏ qua sự phân ly của nước (K
a2
.F >>K
w
) và F>>K
a1
. Khi đó [H
+
]
21
.
aa
KK
pH = ½ (pK
a2
+ pK
a3
) = ½ (7,20 + 12,38) = 9,79
Ch
ọn CCT phù hợp là phenolphtalein (khoảng pH đổi màu 8,0 đến 9,6), giá trị định phân pT = 9
để xác định điểm tương đương. Lưu
ý: bước nhảy pH tại ĐTĐ (3) không rõ ràng, sự thay đổi giá
trị pH lân cận ĐTĐ không quá đột ngột nên cần phải chuẩn chậm để tránh sai số. Cụ thể bước
nhảy (9,21 ÷ 10,36) ) pH = 10,36-9,21 = 1,15 đơn vị pH.