Giáo trình Hoá phân tích

GI IăTHI UăV ăMÔN H C

V ătrí,ăỦăngh a,ăvaiătròămônăh c
Môn h c Hoá h c phân tích là m t trong nh ng ki n
th c c b n ban đ u trong các môn h c liên quan đ n
vi c phân tích các s n ph m d u khí.
Môn h c này s cung c p cho các h c viên các ki n
th c c b n c a Ngành phân tích hóa h c, t đó h c viên
s t hình thành các k n ng s d ng các d ng c trong
phòng thí nghi m phân tích đ có th phân tích đ c các
ch tiêu trong s n ph m c a d u khí ph n c s , c ng
nh v n d ng sáng t o các ki n th c đ c h c đ hi u
và tìm tòi kh c ph c trong các thí nghi m t ng t c a
th c t .
Ngoài ra, môn h c c ng rèn luy n cho h c viên
nh ng ý th c và thói quen qua các bài th c hành, luy n
t p trong t ng giai đ an
M cătiêuăc aămônăh c
H c xong môn h c này, h c viên c n ph i:
1.

N m v ng các khái ni m c
tích.

b n v hóa phân

2.

Phân tích đ nh tính.

3.

4.

Phân tích đ nh l ng.
Hi u bi t các đ nh lu t hóa h c.

5. Th c hi n phân tích các lo i ch t khác nhau.
M cătiêuăth căhi năc aămônăh c
Khi hoàn thành môn h c này, h c viên có kh n ng:
1.

Mô t các khái ni m c

b n v phân tích đ nh
1




2.

tính và đ nh l ng.
Phân tích các ion theo:
+

Phân tích đ nh tính.

+

Phân tích đ nh l

ng.

3. Phân tích các lo i ch t khác nhau.
Th c hi n các thí nghi m làm trong PTN hóa phân
tích c a tr ng.
N iădungăchínhăc aămôn h c
Bài 1: Khái ni m c b n.(h th ng phân tích đ nh
tính)
Bài 2: Phân tích đ nh tính Cation nhóm 1
Bài 3: Phân tích đ nh tính Cation nhóm 2
Bài 4: Phân tích đ nh tính Cation nhóm 3
Bài 5: Phân tích kh i l ng. (phân tích đ nh l
kh i l

ng)

Bài 6: Phân tích th tích
Bài 7: Phân tích đ nh l ng acid – baz
Bài 8: Phân tích đ nh l
Bài 9: Phân tích đ nh l
Bài 10: Phân tích đ nh l

ng oxy hoá kh
ng t o ph c
ng t o t a

2


ng

CÁC HỊNHăTH CăHO Tă
NGăH CăT PăCHệNHăTRONGă
MỌNăH C

-

H c trên l p v :
+

Các cân b ng trong dung d ch

+

Phân tích đ nh tính các cation các nhóm
1,2,3

+

Phân tích đ nh l
kh i l ng

+

Phân tích đ nh l
pháp th tích

+

Các ph
chu n đ

ng theo ph

ng pháp

ng theo các ph

ng pháp tính sai s

ng

c a phép

-

T

nghiên c u tài li u liên quan đ n Phân tích

-

c s .
Theo dõi vi c h

-

Làm các bài t p v các cân b ng trong các h

ng d n gi i các bài t p

dung d ch, các bài t p v xác đ nh hàm l
-

ng

các m u ch t
Tính toán các bài toán sai s trong các báo cáo
v hàm l

ng đƣ đ

c tính toán

-

Th o lu n và xây d ng các công th c tính toán,
các h th ng phân tích đ nh tính
Tham gia các bài ki m tra đánh giá ch t l ng

-

h c t p.
Tham gia các bài th c hành t i phòng thí

-

nghi m
3

YểUăC UăV ă ÁNHăGIÁăHOẨNăTHẨNHăMÔN H C

V ăki năth c
-

V n d ng đ c các ki n th c đã đ c h c đ
xác đ nh đ c các ph ng pháp phân tích cho
phù h p v i m t s m u th c.

-

Xây d ng đ

-

chúng
Xác đ nh đ

cđ

ng đ nh phân và đ th c a

c các ch th t

ng

ng cho phép

chu n đ
-

V n d ng đ c các lý thuy t v cân b ng trong
dung d ch đ xác đ nh đ c các y u t
nh
h ng đ n dung d ch

V n d ng t t các công th c phân tích đ
toán đ c hàm l ng các ch t phân tích
V ăk ăn ng
-

tính

-

Thành th o các thao tác s

d ng các thi t b ,

-

d ng c phân tích trong phòng thí nghi m
Tính toán đ c sai s trong quá trình phân tích

-

Tính toán thu n th c các bài toán v xác đ nh

hàm l ng các dung d ch phân tích.

-

H th ng hoá đ
trong dung d ch

-

Th c hi n t t các bài thí nghi m c a môn h c

-

Xác đ nh đ

c các cách đ nh tính các ion

c hàm l

ng các m u ch t ban

đ u
V ătháiăđ
-

Nghiêm túc trong th c t p khi th c hi n các bài

4

thí nghi m phân tích trong phòng thí nghi m
-

Luôn ch đ ng trong vi c xác đ nh áp d ng các
ph ng pháp phân tích

-

ng viên, nh c nh các đ ng nghi p th c hi n
đúng thao tác k thu t đã đ

c h c.

5



BÀI 1. CÁCăKHÁIăNI MăC ăB N
Mã bài: HPT 1

Gi iăthi u
ti n hành phân tích đ c các m u dung d ch
n c, c n ph i n m v ng m t cách có h th ng các ki n
th c v dung d ch, các khái ni m liên quan trong hoá
phân tích
M cătiêuăth căhi n
H c xong bài này h c viên s có kh n ng:
1.
Mô t s đi n ly trong dung d ch.

2.

Mô t tích s ion c a n

3.

Mô t pH trong các h acid - baz.
N m v ng các khái ni m v đ hoà tan, tích s

4.

c - pH c a dung d ch.

tan.
N m v ng các khái ni m c b n v ph c ch t.
6.
Mô t ph n ng th y phân.
N iădungăchính
5.

1.

S đi n ly trong dung d ch.

2.
3.

Tích s ion c a n c - pH c a dung d ch.
pH trong các h acid - baz.

.

Khái ni m v đ hoà tan, tích s tan.

5. Khái ni m c b n v ph c ch t.
6. Ph n ng th y phân
1.ă1.ăS ăđi nălyătrongădungăd ch
1.1.1.ăKháiăni măđi năly
Dung d ch là m t h đ ng th g m 2 hay nhi u ch t
mà thành ph n c a nó có th thay đ i trong gi i h n r ng.
G m 3 lo i dung d ch: dung d ch khí, dung d ch l ng, dung
6



d ch r n.
-

Dung d ch khí là h n h p c a hai hay nhi u ch t
khí (nh không khí). Trong đi u ki n bình
th

ng do t

ng tác gi a các phân t

khí quá

nh nên dung d ch khí g n nh là h n h p c
h c. Nh ng khi đi u ki n thay đ i v i áp su t

cao, s hoà tan c a các ch t khí gi ng nh s
hoà tan c a các ch t l ng, vì lúc này chúng có
l c t ng tác đáng k .
-

Dung d ch l ng là dung d ch đ

c t o thành t

nh ng ch t có kh n ng hoà tan trong dung môi
l ng.
-

Dung d ch r n là nh ng tinh th đ

c t o thành

do s hoà tan c a các ch t khí, l ng, r n trong
dung môi ch t r n.
Xét trong h dung d ch l ng, khi cho ch t tan vào
trong dung môi l ng, luôn x y ra 2 quá trình: quá trình
chuy n pha phá v c u trúc ch t tan thành các ion, phân
t

hay nguyên t , r i khuy ch tán vào trong dung môi

(đây là quá trình v t lý, thu nhi t) + quá trình sonvat hoá
t

ng tác hình thành gi a các ph n t đã chuy n pha v i

các ph n t
nhi t )
"S

dung môi (đây là quá trình hoá h c, phát

đi n ly là quá trình phân ly các ch t tan thành

nh ng ion mang đi n tích trái d u, các ch t trong tr ng
thái nóng ch y hay trong dung d ch, có kh n ng phân ly
thành nh ng ion mang đi n tích trái d u, làm cho h có
kh n ng d n đ

c đi n, g i là ch t đi n ly "
7



D í tác d ng c a dòng đi n, các ion d ng s di
chuy n v phía đi n c c âm (catod) nên g i là cation, còn
các ion âm s di chuy n v đi n c c d

ng (anod) nên

g i là anion. Các ion đó có tính ch t khác hoàn toàn so
v i các nguyên t cùng lo i nguyên t (ch ng h n, ion H+
có tính chua, gây chua, làm qu tím hóa đ , nh ng
nguyên t H thì không có tính ch t này)
Phân lo i: ch t đi n ly g m hai lo i:

Ch t đi n ly m nh: là ch t đi n ly có kh n ng
phân ly hoàn toàn, đ
-

c bi u th b ng d u (

)

Ch t đi n ly y u: là ch t đi n ly không có kh
n ng phân ly hoàn toàn, đ c bi u th b ng d u
(

)
Ví d : dung d ch HCl, NaCl... là nh ng dung d ch
ch t đi n ly m nh đ
HCl

c bi u th trong dung d ch n

c là:

H+ + ClNaCl

Na+ + Cl-

Còn nh ng dung d ch FeCl 2 , Cu(OH)2... là nh ng
dung d ch ch t đi n ly y u đ n r t y u, đ c bi u th trong
dung d ch n c là:
FeCl2

Fe2+ + Cl-

Cu(OH)2
Cu2+ + 2 OH- v.v...
M t đi u c n l u ý là: nh ng ion đ c minh h a
b ng các ph ng trình đi n ly trong các quá trình đi n ly,
là nh ng ion sonvat ch không ph i là nh ng ion t do
(cách vi t trình bày trên là cách bi u th s sonvat hoá
đƣ đ

c vi t gi n l

c r i)

8



1.1.2. H ngăs ăphơnălyădungăd ch
1.1.2.1.ăKháiăni m
Trong dung d ch đi n ly luôn có m t cân b ng đ ng
đ

c xác l p cho quá trình đ ên ly ch t tan, ch ng h n

cho ch t tan AmBn tan trong n c, thì quá trình hoà tan
luôn bao g m hai quá trình phân ly ch t tan AmBn thành
các ion sonvat và quá trình k t h p các ion này thành
phân t AmBn. Sau m t th i gian, các v n t c c a 2 quá
trình này b ng nhau thì dung d ch s đ t t i quá trình cân

b ng
m A+n + n B-m

AmBn
Khi đó h ng s
đ

cân b ng KCB

[ An ]m .[Bm ]n
=
còn
[ Am Bn ]

c g i là h ng s đi n ly hay h ng s phân ly A mBn.

ây là m t đ i l ng đ c tr ng cho ch t đi n ly hoà tan
trong m t dung môi nh t đ nh.
Ví d : đ i v i acid phân ly m t n c nh

CH3COOH

là:
CH3COO- + H+
CH3COOH
Thì h ng s phân ly (hay còn g i là h ng s acid):
[ H ].[CH 3 OO ]
= 1,82. 10 - 5 .
[CH 3 COOH ]

KCB =

i v i acid phân ly hai n c nh H2CO3 : m i n c
phân ly có m t h ng s t
H2CO3

ng ng

+

H + HCO3-

KCB =

[H ].[HCO3 ]
= 0 - 6,35 .
[ H 2 CO3 ]

HCO3-

H+ + CO329



KCB =

2

[H ].[CO3 ]
[ HCO3 ]

= 10 - 10,33 .

Khái ni m v đ m nh c a m t acid hay m t baz
c ng có th đ c xác đ nh d a trên h ng s phân ly c a
ch t đó: KCB c a ph ng trình đi n ly acid càng l n thì
tính acid càng m nh (hay ng c l i đ i v i baz). Lúc đó,
KCB còn đ c g i là h ng s acid K a (hay đ i v i baz là
h ng s baz Kb)
H ng s đi n ly c a m t ch t đi n ly r t ph thu c
vào b n ch t c a dung môi hoà tan nó. Vi c thêm m t
dung môi khác có đ th m đi n môi nh h n n
h n Dioxan có

= 2,2 so v i n

c (ch ng

c là 80,4) vào dung

d ch ch t đi n ly s làm gi m h ng s K này (khi cho
Dioxan vào dung d ch acid acetic thì pK a = 4,75 t ng lên
pKa = 10,52, t c h ng s đi n ly đã b gi m đi g n 1 tri u
l n), k t q a ch t tan s khó tan h n. (
ti n vi c tính
toán, th

ng s

d ng pK a = - lg Ka và pKb = - lg Kb, v i

pKa + pKb = 14)
1.1.2.2. H ngăs ăb năvƠăkhôngăb n
đ

Các quá trình đi n ly trong dung d ch ch t đi n ly
c xác đ nh đ nh l ng theo h ng s đi n ly K CB, còn

g i là h ng s phân ly hay h ng s không b n (KPl)
Ch ng h n
CH3COOH

CH3COO- + H+ có KCB = KPl = 1,82.10 – 5.

Còn các quá trình k t h p ion trong dung d ch ch t
đi n ly đ

c xác đ nh đ nh l

ng theo h ng s k t h p,

còn g i là h ng s b n .
Ch ng h n:
10



CH3COO- + H+

CH3COOH

= 10 + 4,74 .

KCB =

Nh th trong m t dung d ch ch t đi n ly luôn có
KPl.

= 1.

(Th ng h ng s b n đ
trình phân ly c a các ph c)

c s

d ng cho các quá

Ví d : Tính n ng đ các ion t i cân b ng trong ph n
ng gi a thu c th

HmR v i ion kim lo i solvat M theo

ph

ng trình sau:
M(OH)i (Hm-nR)q + q.n.H (1)
M(OH)i + q. HmR
(đ đ n gi n các ph ng trình ph c không ghi đi n tích)

Khi đó h t n t i hai hình th c cân b ng là cân b ng

c a ion kim lo i v i n c và thu c th v i n c.
Kh oăsátăph nă ngăgi aăionăkimălo iăv iăn c
Các ph n ng t o ph c c a M v i hydroxo:
M + H2O

MOH + H

MOH + H2O
2

[MOH] =

1

M(OH)2 + H

1

[M] h-1

[M(OH)2] =

2

1

-2

[M] h

.............................................................................................
M(OH)i-1 + H2O
[M(OH)i ] =

1

M(OH)i + H
2... i

[M] h

i

-i

Theo đ nh lu t b o toàn n ng đ ban đ u, ta có:
CM = [M] + [MOH] + [M(OH)2 ] +....+[M(OH)i ] + CK
[M] =

1

1

h

1
1

CM C K
2

...
2h

1

2

... i h

i

và
[M(OH)i ] =

1

1h

1
1

CM C K
2
...
2h

là bi u th c tính n ng đ

1

2 ... i h

i

.

1

2

h

...

i

i

ion solvat c a M t i th i
11




đi m c n xét.
Kh oăsátăph nă ngăc aăthu căth ăHmR
Ph

ng trình phân ly c a thu c th
HmR + H

Hm+1R
K0

[Hm+1R] = [HmR].h.k0-1
HmR
Hm-1R + H

K1

[Hm-1R] = [HmR].h-1.k1

.....................................................................................
..
[Hm+nR]=[HmR].h-n.k1 k2...kn

Hm-nR + H Kn

Hm-(n-1)R

Theo đ nh lu t b o tòan n ng đ ban đ u:
[HmR]=
CH mR qCK
1 h1K0

1

K1h

1

K1K2 h

2

... K1K2 ...Kn h

n

.

K1 K2 ...Kn
hn

Nên n ng đ t i th i đi m đang xét:
CH mR qCK

[Hm-nR] =

1 h1K0

1

K1h

1

K1K2 h

2

... K1K2 ...Kn h

H ngăs ăb nă c aăph căM(OH)i (Hm-nR)q
(1) : Kp =

[ H ]q.n .[M (OH ) i .(H m n R) q ]
[ M (OH ) i ].[H m R]q

Và h ng s không b n:
KKB =
KKB=

1

=

[ M (OH )i ].[H m n R]q
[ M (OH )i .(H m n R) q ]
[ M (OH )i ].(CH mR qCK ) q

CK (1 h1 K0

1

K1h

1

K1 K2 h

2

... K1 K2 ...Kn h n ) q

K1 K2 ...Kn q
)
hn

t:
12


.

n


[ M (OH ) i ].(C H m R qCK ) q

B=

1

CK (1 h1 K0

K1 h 1

K1 K2 h

2

... K1 K2 ...Kn h n ) q

,

K1 K2 ...Kn q
) là bi u th c tính KCB hay
hn

Thì: KKB= B. (

c a ph c.
Ví d : Tính n ng đ

c a c u t

(CH 3COO- ) trong

dung d ch phân ly CH3COOH. (HS áp d ng công th c trên
đ tính đ

c:

= 10 - 4,74 ).

1.1.3.ă ăđi nălyă
1.1.3.1.ă nhăngh a
Là t s gi a n ng đ ch t đi n ly b phân ly v i n ng
đ ch t đi n ly đem vào hoà tan.

Công th c đ

c tính là:

=

n
n0

Trong đó:
n là s mol c a ch t đi n ly b phân ly
n0 là s mol c a ch t đi n ly đem vào hoà tan
i l

ng

là đ i l

ng không có th

nguyên, nó

th ng đ c bi u di n b ng %, và giá tr này n m trong
gi i h n [0, 1]
-

= 0

l

ng ch t tan b vào không phân ly

hoàn toàn (đó là nh ng ch t đi n ly y u đ n r t
y u, nh các ch t khí, ch t k t t a không
tanv.v...)
-

= 1
l ng ch t đi n ly b vào tan hoàn
tòan (đó là nh ng ch t đi n ly m nh)

-

0<

<1

Ch ng h n:

ch t đi n ly y u
(CH3COOH 0,1M) = 0,0135, ngh a là
13



trong 100 phân t CH3COOH ch có 1,35 phân t
CH3COOH b phân ly thành ion, còn 98,65 phân t
CH3COOH không b phân ly. Nói cách khác, khi hoà tan
CH3COOH vào dung môi n c thì trong dung d ch t o
thành có 3 c u t b solvat là CH3COO-, H+, CH3COOH.

1.1.3.2.ăM iăquanăh ăgi aăđôăđi nălyă vƠăh ngăs ăphơnă
ly KPl
Thi t l p m i quan h gi a

và K trong dung d ch

M

(AmBn ) C :
Quá trình phân ly: AmBn

m A+n +

N ng đ ban đ u: C

0

N ng đ cân b ng: C - x

m. x

V i

=

x
C

x = C. .Thì: K(A) =

n B-m
0
n. x

(m.x) n .( n.x) m
.
C x

-

Ph

ng pháp gi i đúng: t

-

chuy n thành ph ng trình đ i s , r i gi i tìm
hay K
Ph ng pháp gi i g n đúng: N u khi chuy n
bi u th c sang ph
tr lên và gi s đ

bi u th c trên,

ng trình toán h c b c hai
c C >> x (th ng ch ch p

nh n v i giá tr x nh h n 100 l n so v i C) thì
có th ch p nh n đ

cC-x

C (t c b qua x
trong m u s ), bi u th c quan h s là:

(Th

Ka = mn. nm. x(n + m).
ng v i đ i l ng [H +] = x trong quá trình phân

ly c a dung d ch acid đ c đ t là h)
Ví d : Tính h ng s phân ly c a CH3COOH 0,1M có
= 1,35%
14



Quá trình phân ly: CH3COOH

CH3COO-

N ng đ ban đ u: 0,1

0

N ng đ cân b ng: 0,1 - x

m. x

V i

=

x
0,1

x = 0,1.
K(A) =
K(A) =

+ H+
0
n. x

= 0,00135

x2
0,1 x

(0,00135 ) 2
= 1,85.10-5.
0,1 0,00135

Ví d : Thi t l p m i quan h gi a th đi n c c E và
K trong dung d ch oxy hoá kh (ox1 + kh2)
Quá trình kh : ox1 + n e
kh1 (E1)
ox2
Qúa trình oxy hoá: kh2 - m e
Qúa trình oxy hoá kh : m ox1 + n kh2

(E2)
m kh1 +

n ox2
Nên:

E1 = E01 +

ox1
0,059
lg
kh1
n

E2 = E02 +

ox1
0,059
lg
kh1
m

E = E1 - E2 = [E01 +

ox1
0,059
0,059
lg
] - [E02 +

lg
kh1
n
m

ox1
]
kh1

Khi ph n ng đ t tr ng thái cân b ng thì E = 0, qua
bi n đ i ta có:
lgKCB =

m.n
0,059

E0 .

15



1.2. Tíchăs ăionăc aăn căậ pHăc aădungăd chă
1.2.1.ăKháiăni măv ăacidăậ baz
1.2.1.1. Theo Arrhenius
Acid là ch t khi phân ly t o thành các ion hydro, và
baz là ch t khi phân ly t o thành các ion hydroxyt.
Ch ng h n: HCl khi phân ly cho ion H+ nên HCl
đ c coi là acid ; hay NaOH khi phân ly cho ion OH - thì
đ

c coi là baz
Tuy nhiên, lý htuy t này ch đúng t

s ít các tr

ng đ i trong m t

ng h p có trong th c t . Hi n nay các khái

ni m acid - baz ch đ c s d ng đ i v i các dung d ch
n c và tr thành không thu n ti n khi chuy n sang dung
d ch trong các dung môi khác: Khi nghiên c u nh ng
dung d ch không n c c a các acid và baz thì trong các
dung d ch đó acid không t o ra các ion H+
không t o ra các ion OH-.

và baz thì

Ví d : Khi hoà tan HCl trong NH 3 l ng, s x y ra
ph n ng nh ng HCl không t o thành các ion hydroxoni
H3O+ :
HCl + NH3

NH4+ + Cl- , nh ng HCl v n đ

c

xem là acid
Ví d : Trong dung d ch benzen d dàng x y ra ph n

ng trung hoà HCl b i NH3 đ t o thành mu i: HCl +
NH3
NH4Cl, nh ng ph n
ng này không kèm theo
s

t o thành n

c. Do đó trong dung d ch benzen khi

trung hoà acid b ng baz không x y ra ph n
+

tác gi a ion H v i ion OH

ng t

ng

-

Các ví d trên đã nêu ra m t vài đi m mâu thu n v i
lý thuy t Arrhenius
16



1.2.1.2. Theo thuy tăprotonă(cònăg iălƠăthuy tăBronsted)

Acid là ch t có kh n ng nh ng proton (proton là

các ion hydro không b hydrat hoá), baz là ch t có kh
n ng nh n proton.
Nh v y khái ni m acid v n gi ng nh tr
ch t acid có hydro và có kh n ng nh

c là trong

ng proton c a nó,

còn khái ni m baz không g n li n v i ion hydroxyl. Do đó
khái ni m v baz đã đ c m r ng: b t k ch t nào có
kh n ng nh n proton đ u là baz. B n ch t theo thuy t
này coi quá trình ph n

ng acid v i baz là quá trình

chuy n proton t acid sang baz, t ng t nh b n ch t
quá trình oxy hoá kh là chuy n electron t ch t kh
sang ch t oxy hoá.
Th c nghi m đã ch ng t , không th có proton t do
trong dung d ch. Do đó ph n

ng tách ho c k t h p

proton không x y ra m t cách cô l p, mà bao gi
kèm theo s
khác. Nh

chuy n proton t

c ng có

acid này sang m t baz

v y trong dung d ch luôn t n t i hai quá trình

cho và nh n proton c a các acid và baz:
acid(1)
H+ + baz(1)
H+ + baz (2)

acid(2)

Ví d :
HCl +
acid(1)
t

H2O
baz(2)

Cl+
baz(1)

H3O+
acid(2)

Trong ph n ng trên, có hai c p acid - baz tham gia
ng tác (c p acid - baz liên h p), và đ c g i là nh ng

ch t proton phân.
Trong thuy t proton, coi dung môi nh

là h p ph n
17




c a các proton phân. Vì th acid đ c chia làm các lo i:
Acid trung hoà v đi n nh
H+

HCl

2 H+ + SO42

H2SO4
-

-

+ Cl-

Acid anion nh
H SO4-

H+ + SO42

H2PO4-

H+

+ HPO42-

Acid cation nh
H3O+
NH4+

H+ + H2O
H+ + NH3

Các cation hydrat hoá c a hydro và kim lo i c ng
nh các cation ph c aque đ u đ
nh :

c xem là acid cation,

H+ + [Al(H2O)5 OH]2+
[Al(H2O)6]3+
T ng t baz đ c chia làm hai nhóm chính là: baz
trung hoà v đi n (nh H2O, NH3 , C6H5NH2 ...), và baz
anion (nh Cl-, Br-, NO3-...)
Nhi u ch t đóng vai trò v a c a acid và v a c a
baz, chúng là nh ng ch t l ng tính, nh n
m t s dung môi proton phân là nh ng ch t l
Ví d :

c, NH 3, và
ng tính

Khi phân ly, n c hay amoniac đ a ra proton vào
dung d ch và th hi n tính acid:
H2O
H+ + OH- và NH3
H+ + NH2Nh ng đ ng th i H2O và NH3 l i có th nh n H+, th
hi n tính baz:
H2O + H+

H3O+

và

NH3 + H+

NH4+

Quá trình ion hóa c a chính dung môi c ng ch có th
x y ra khi nó có tính ch t l
18

ng tính, ch ng h n s



ion


hoá n
N

c:
H2O + H2O
c là m t dung môi t

đ i v i proton t

H3O+ + OHng đ i m nh, nó có ái l c

ng đ i l n (7,9eV), do đó khi hoà tan

các acid m nh (HClO4, H2SO4, HNO3...) vào n c, cân
b ng proton phân gi a acid và n c th c t hoàn toàn
chuy n sang ph i, đi u đó phù h p v i s ion hoá hoàn
toàn c a các acid đó trong dung d ch. Khi thay th n c
b ng dung môi có ái l c r t nh đ i v i proton, nh
CH3COCH3 ho c C6H5NO2, thì m i acid m nh trong dung
d ch n c (không k HClO4, và H2SO4 ) s tr thành các
acid m nh v a.
Nh ng tính ch t t
ng

ng t

nh

c ng x y ra trái

c đ i v i các dung môi baz, ví d , trong NH 3 l ng,

NH3 có ái l c rát l n đ i v i proton (9,3eV) s làm nhi u
acid y u tr thành acid khá m nh, có đ phân ly g n b ng
đ phân ly c a HNO3 trong dung d ch n c.
Ghi nh n t ng quát:
M t ph n ng acid - baz bao g m hai n a ph n ng
là nh ng và nh n proton.
Acid (1)
H+ + baz (1)
( K1 )
H+ + baz (2)
Acid (1) + baz (2)
Các h ng s
nh

acid (2)
(K2- )
acid (2) + baz(1) (K = K1 . K2- )
K1 và K2 đ c tr ng cho kh

n ng

ng proton c a các acid (1) và (2). Giá tr K giúp gi i

thích đ m nh c a acid (1) không nh ng ph thu c vào
kh n ng đ c thù nh ng hay nh n proton mà còn ph
thu c vào kh n ng nh n proton c a baz hay dung môi
19

baz (2)
1.2.1.3.ăTheoăthuy tăLewis
Acid là nh ng ch t có kh n ng nh n c p electron
Baz là nh ng ch t có kh n ng cho c p electron
Ch ng h n: NH3 đ c g i là baz vì trong phân t c a
chúng có nguyên t N còn c p electron t do, có kh
n ng cho c p electron v i H+ hay v i ch t F3B.
NH3 + H+
NH3 + F3B

NH4+
F3B - NH3

Thuy t này có ph m vi ng d ng khá cao vì tính khái
quát c a nó r ng l n. Trong ch ng m c c a giáo trình
này, chúng ta không nghiên c u sâu v lý thuy t c a
Lewis.
T t c các acid c a Ahrrénius, Bronsted đ u là
nh ng acid nh c a Lewis, và baz c ng v y, ngoài ra
thuy t Lewis còn gi i thích đ c các tr ng h p khác mà
các thuy t Arrhénius, Bronsted ch a gi i thích đ
ch nh nh ph n ng x y ra gi a NH3 v i F3B.
1.2.1.4.ăDungăd chămu i

c hoàn

Mu i là nhóm các h p ch t hoá h c d ng tinh th
có c u t o ion, đ c t o thành khi acid tác d ng v i baz.
Tan trong n c thì phân ly thành cation kim lo i (ho c
amoni) và anion g c acid (đôi khi có ion H + ho c OH-) M t

s mu i b n c phân hu sinh ra acid và baz t ng ng.
Mu i đ
-

c chia thành 5 lo i:

Mu i trung hoà: là mu i trong công th c c u t o
không ch a các nhóm H+ ho c OH-. Nh : NaCl,
Na2SO4, MgCl2...

-

Mu i acid: là mu i trong công th c c u t o còn

20



ch a các nhóm H+,
-

nh

NaHSO4,

Na2HPO4...
Mu i baz: là mu i trong công th c c u t o ch a
các nhóm OH-, nh

-

là

MgOHCl, Cu2 (OH)2 CO3,

Cu(OH)2 ,...
Mu i kép: là mu i trong công th c c u t o ch a
các nhóm nguyên t làm ph i t cho đa kim
lo i, nh : KCr(SO4)2. 12 H2O, mu i Mohr
(NH4)2SO4.FeSO4.7 H2O, mu i Seignette KOOC
(CHOH)2 COONa.4 H2O...

-

Mu i h n t p: là mu i trong công th c c u t o
ch a đa t p các nhóm nguyên t anion g c
acid, nh : CaCl(OCl)...

Dung d ch mu i là dung d ch có các cation kim lo i
(hay NH4+ ) và anion g c acid, đã b solvat hoá trong
dung môi t ng ng (thông th ng dung môi là H 2O, thì
các ion đó đ

c g i là các ion hydrat hoá)

M t cách ghi nh n khác thì dung d ch n

c mu i là

dung d ch thu phân c a ch t mu i tan đ c trong n

Ví d : dung d ch n c mu i CuCl2 là:
CuCl2 + H2O
(CuOH)+ + 2 Cl- + H+
(khái ni m dung d ch n
dùng dung môi là n c)
1.2.2.ăpHăc aăn c
N

c là đ ch các dung d ch

c là m t dung môi l

ng tính:
+

2 H2O

H3O

+ OH-.

Khi m t ch t có tính ch t acid vào n
nh

ng proton cho n

c.

c và ng

c thì nó s

c l i khi cho m t baz
21




vƠo n c thì nó s nh n proton c a n c.
Ví d : Khi cho HCl vào n c thì s có quá trình:
H3O+ + Cl-

HCl + H2O

Acid HCl là m t acid m nh, vì nó nh

ng hoàn toàn

proton cho H2O và có bao nhiêu phân t HCl cho vào
n c thì s có m t l ng t ng đ ng ion H 3O+ gi i
phóng ra.
đ n gi n có th ghi ph n ng trên d ng rút g n:
HCl
H+ + ClVí d : Trong dung d ch acid acetic:
CH3COO- + H3O+
CH3COOH + H2O
ây là m t acid y u, vì ch m t ph n acid nh

ng

+

proton, hay nói cách khác ch m t ph n ion H 3O
đ c
gi i phóng ra.
đ n gi n có th vi t ph n ng trên
d ng rút g n là: CH3COOH
CH3COO- + H+
Ví d : Khi cho NaOH vào n c:
H3O+ + OH2 H2O
Sau đó:
NaOH + H3O+
Na+ + 2 H2O
Quá trình này gi i thích NaOH là m t baz m nh, vì
toàn b l ng NaOH có trong dung d ch đ u nh n proton
c a H2O, đ ng th i quá trình trên l i gi i phóng ra m t
l

ng t

ng đ ng ion OH-.
đ n gi n có th ghi g n là :
NaOH
Na+ + OH-

Quá trình phân ly c a n
H2O

H

+

c có th vi t là:
+ OH-

Khi đó áp d ng đ nh lu t tác d ng kh i l
K (H2O) =

[ H ].[OH ]
[ H 2 O]

22


ng:


Trong n

c nguyên ch t thì [H 2O]

(H+ ).(OH - ) = W (1.1)

K
W đ

1, nên

c g i là tích s ion c a n

c, nó ph thu c

vào nhi t đ : pW = -lgW
B ngă1.1. B ngăcácăgiáătr ăpWă ăcácănhi tăđ ă
t ngă ng
t0C

pW

t0C

pW

t0C

pW

t0C

pW

0

14,943

20

14,167

35

13,680

70

12,80

5

14,734

22

14,00

40

13,535

80

12,60

10

14,535,

25

13,996

50

13,262

90

12,42

15

14,346

30

13,833

60

13,017

100

12,26

Bi n đ i (1.1) b ng logarit đ

c: pH + pOH = pW,

v i pH = - lg(H+ ) và pOH = -lg(OH - )

Trong n c nguyên ch t c ng nh trong các dung
d ch trung tính, luôn có:
([H+] = ([OH-])
Nên pH = pOH = 1/2 pW (ch ng h n

22 0C thì pH =

pOH = 7)
Và trong dung d ch acid thì ([H +]) > ([OH-]): pH < pOH
pH < 1/2 pW (hay

22 0C thì pH <7 và pOH > 7), v i

dung d ch baz thì ([H+]) < ([OH-]): pH > pOH

pH>1/2

0

pW (hay 22 C thì pH > 7 và pOH < 7).
1.3.ăpHătrongăcácăh ăacidăậ baz
1.3.1.ă i uăki năprotonă
N ng đ

proton trong dung d ch

tr ng thái cân
23

b ng là t ng n ng đ ion proton mà các ch t tr ng thái
so sánh (đ c quy
c là m c không) đã gi i phóng ra
tr

đi t ng n ng đ proton mà các ch t

tr ng thái so

sánh đã thu vào đ đ t t i cân b ng. (Tr ng thái so sánh
có th là tr ng thái gi đ nh m t đi u ki n v nhi t d
nào đó hay là đó là tr ng thái ban đ u).
ây chính là đ nh lu t b o toàn proton đ

c áp d ng

cho h acid - baz.
Ví d : Vi t đi u ki n proton c a dung d ch h n h p
g m NaOH C1M và Na3PO4 C2M
Gi i:
Ch n m c không là NaOH, Na3PO4 , H2O
Các quá trình đi n ly x y ra
H2O
H+ + OHNa3PO4
NaOH + H+
PO43- + H+
PO43- + 2 H+

3 Na+ + PO43Na+ + H2O
HPO42H2PO4-

H3PO4
PO43- + 3 H+
Trong h có m t quá trình cho proton c a H2O và
b n quá trình nh n proton, nên đi u ki n c a proton là:
[H+ ] = [OH - ] - ([Na+ ] + [HPO42- ] + 2 [H2PO4- ] + 3 [ H3PO4 ])

= [OH - ] - C1 - [HPO42- ] - 2 [H2PO4- ] - 3 [ H3PO4 ])
(1.2)
Có th tìm đ

c đi u ki n proton thông qua đ nh lu t

b o toàn n ng đ và b o toàn đi n tích, ch ng h n v i ví
d trên:
H2O
Na3PO4

H+ + OH 3 Na+ + PO43-

24



Na+ + OH -

NaOH
Thì:

[H+ ] + [Na+ ] = [OH - ] + [PO43- ]
[Na+ ] = C1 + 3 C2
C2 = [PO43- ]+ [HPO42- ] + [H2PO4- ] + [ H3PO4 ]

K t h p các ph ng trình l i c ng có k t q a (1.2)
Ví d : Vi t đi u ki n proton c a dung d ch
CH3COONa C1M và CH3COOH C2M.
Ch n m c không là H2O và CH3COOH, thì các
quá trình phân ly có trong dung d ch:
CH3COONa
CH3COO- + Na+
CH3COO- + H+
H+ + OH H2 O
Khi đó đi u ki n proton là:
CH3COOH

-

[H+] = [OH-] + [CH3COO- ] - C1 = [OH-]+ C2 – C1
Ch n m c không là H2O và CH3COO- thì các
quá trình trong dung d ch
CH3COO- + Na+
CH3COO

-

+ H

+

H2O

CH3COONa
CH3COOH
H+ + OH -

Khi đó đi u ki n proton là:
[H+ ] = [OH - ] - ( [CH3COOH ] - C2)
= [OH - ] + C2 - [CH3COOH]
= [OH-]+ C2 – C1
1.3.2.ăpHătrongăcácăh ăacidă- bazăđ năăch c
1.3.2.1.ăKh oăsát trongăh ăđ năacidă- bazăm nh
Ví d : Tính th tích c a acid HClO4 0,001M c n ph i
l y đ đi u ch 1 L dung d ch acid này có pH = 6,2. Gi
25