tai lieu hoa phan tich hay

Phần 1: Lý thuyết
PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH
I. Nguyên tắc chung và các khái niệm cơ bản.
1. Nguyên tắc chung.
Chuyển chất cần phân tích X vào dung dịch bằng dung môi thích hợp (nước,
axit, kiềm . . .) được dung dịch mẫu cần phân tích (dung dịch định phân hoặc
dung dịch cần chuẩn).
Lấy chính xác một thể tích dung dịch cần chuẩn X, rồi thêm từ từ dung dịch
thuốc thử thích hợp R có nồng độ đúng đã biết trước (dung dịch chuẩn) vào dung
dịch cần chuẩn cho đến khi R phản ứng vừa đủ với X.
Từ thể tích dung dịch cần chuẩn X, nồng độ và thể tích của dung dịch chuẩn R
tiêu tốn; dựa vào phản ứng giữa thuốc thử R và cấu tử X. Ta suy được nồng độ
cấu tử X trong dung dịch.
2. Các khái niệm cơ bản.
- Phản ứng chuẩn độ là phản ứng giữa thuốc thử R với cấu tử cần xác định X.
Phản ứng chuẩn độ phải thõa mãn các yêu cầu sau:
+ Phản ứng phải nhanh (nghĩa là sự kết hợp giữa R và X gần như tức thời).
+ Phản ứng giữa R và X phải theo đúng hệ số hợp thức của phương trình phản
ứng.
+ Phản ứng phải có tính chọn lọc (nghĩa là thuốc thử R chỉ phản ứng với cấu tử
cần xác định X mà không phản ứng với các cấu tử khác có trong dung dịch).
+ Phải có chất chỉ thị thích hợp để xác định điểm cuối của quá trình chuẩn độ
- Sự chuẩn độ (quá trình chuẩn độ) là quá trình cho dần dung dịch chuẩn R từ
buret vào một thể tích xác định dung dịch cần chuẩn X đựng trong bình erlen
(hoặc ngược lại) cho đến khi xuất hiện tín hiệu nào đó cho biết hết cấu tử X (hoặc
hết thuốc thử R) thì ngừng chuẩn độ.
- Chất thay đổi tín hiệu khi chuẩn độ được gọi là chất chỉ thị.
- Điểm tương đương là thời điểm lượng thuốc thử R cho vào vừa đủ phản ứng với
toàn bộ cấu tử X trong dung dịch chất cần chuẩn.
- Điểm cuối chuẩn độ (điểm kết thúc chuẩn độ) là thời điểm ngừng chuẩn độ.

Lưu ý: kết quả chuẩn độ sẽ chính xác khi dừng chuẩn độ ngay tại điểm tương
đương nhưng thường kết thúc chuẩn độ ở gần điểm tương đương và đó là nguyên
nhân gây sai số hệ thống trong phương pháp chuẩn độ.
- Đường chuẩn độ là đường biểu diễn nồng độ của cấu tử X trong quá trình chuẩn
độ theo thể tích thuốc thử cho vào.
- Bước nhảy của đường chuẩn độ là đoạn có sự biến thiên lớn nhất theo thể tích
thuốc thử cho vào tương ứng nhỏ nhất. (Điểm tương đương nằm trong vùng bước
nhảy chuẩn độ).
II. Phân loại các phương pháp phân tích thể tích.
- Phương pháp chuẩn độ axit – bazơ.
- Phương pháp chuẩn độ tạo phức.
- Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử.
- Phương pháp kết tủa.
III. Một số cách chuẩn độ và tính kết quả trong phương pháp phân tích thể
tích.
1. Chuẩn độ trực tiếp.
Dung dịch chuẩn R từ buret được cho dần vào VX (mL) dung dịch cần chuẩn X
có chứa chất chỉ thị thích hợp cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Ghi thể
tích dung dịch R tiêu tốn (VR mL).
Từ VX , VR , CM(R) đã biết và phương trình phản ứng tính CM(X).
(Hoặc thực hiện ngược lại)
Ưu điểm: đơn giản, nhanh chóng và chính xác.
Nhược điểm: khó chọn thuốc thử R thích hợp.
Ví dụ : Để chuẩn hóa dung dịch NaOH người ta hòa tan 1,2600 gam
H2C2O4.2H2O vào nước và thêm nước đến 500,00 mL. Chuẩn độ 25,00 mL dung
dịch thu được hết 12,58 mL dung dịch NaOH. Tính nồng độ mol của dung dịch
NaOH.
Phương trình phản ứng chuẩn độ:
2NaOH + H2C2O4

Na2C2O4 + 2H2O

→

Theo phương trình phản ứng: nNaOH = 2n H C O
2

2

4


CM(NaOH)VNaOH = 2CM( H C O )V H C O

⇒

2

2

4

⇒

CM(NaOH) x 12,58.10-3 = 2 x

⇒

CM(NaOH) =

2
12,58.10−3

.

2

2

4

1,2600 25.10−3
.
126,00 500.10−3

1,2600 25.10−3
.
126,00 500.10−3

= 0,07949 (M)

2. Chuẩn độ ngược.
Thêm một thể tích chính xác và dư (V R mL) dung dịch chuẩn R vào VX mL
dung dịch cần chuẩn X. Sau đó chuẩn độ lượng thuốc thử R dư bằng dung dịch
chuẩn R’ thích hợp thì cần VR’ mL.
Từ VX , VR , CM(R) , VR’ , CM(R’) đã biết và phương trình phản ứng tính CM(X).
Cách chuẩn độ nay được dùng khi phản ứng giữa R và X xảy ra chậm hoặc
không có chất chỉ thị thích hợp để chuẩn độ trực tiếp X bằng dung dịch chuẩn R.
Ví dụ : Thêm 25,00 mL dung dịch AgNO3 0,1248M vào 20,00 mL dung dịch

NaCl. Chuẩn độ dung dịch AgNO3 dư thì hết 11,54 mL dung dịch NH4SCN
0,0875M. Tính nồng độ mol/ lít của dung dịch NaCl.
Phương trình phản ứng:
AgNO3 + NaCl

→

AgCl

↓

+ NaNO3

(1)

Phương trình chuẩn độ:
AgNO3 + NH4SCN

→

AgSCN

↓

+ NH4NO3 (2)

Theo phương trình (1) và (2) ta có:
nAgNO = nNaCl + nNH SCN
4

3

⇒

⇒

CM(AgNO ) .V
3

CM(NaCl)

=

(AgNO3 )

= CM(NaCl).V(NaCl) + CM(NH SCN).V(NH SCN)
4

CM(AgNO ) .V
3

(AgNO3 )

4

CM(NH SCN).V(NH SCN)

_

4

4

V

(NaCl)

⇒

CM(NaCl)

=

25,00.0,1248 − 11,54.0,0875
= 0,1055(M)
20,00

3. Chuẩn độ thế.
Cho VX (mL) dung dịch cần xác định X tác dụng với lượng dư 1 chất khác
(MY) để tạo ra MX và Y. Lượng Y sinh ra được chuẩn độ trực tiếp bằng dung
dịch chuẩn R thích hợp thì mất VR (mL).
Từ VR , CM(R) suy ra lượng Y sinh ra.


Từ lượng Y, Vx và phương trình phản ứng suy ra CM(X).
Điều kiện chuẩn độ thế: MX phải bền hơn MY.
Ưu điểm: của chuẩn độ ngược và chuẩn độ thế có thể sử dụng trong trường
hợp không thể sử dụng cách chuẩn độ trực tiếp.
Nhược điểm: quá trình chuẩn độ thường phức tạp, thực hiện lâu, độ chính xác
thấp hơn chuẩn độ trực tiếp.

Ví dụ : Để định lượng đồng, người ta hòa tan 1,080 gam quặng đồng. Thêm KI
dư. Sau đó chuẩn độ iôt giải phóng ra thì hết 15,65 mL dung dịch Na 2S2O3 0,0950
M. Tính %Cu có trong quặng.
Phương trình phản ứng:
2Cu2+ + 5I-

→

2CuI

+ I3- (1)

↓

Phương trình chuẩn độ:
2S2O32- + I3-

→

S4O2+ 3I6

Theo phương trình (2) ta có:

nI-

Theo phương trình (1) ta có:

2nCu2+

3

(2)

= 2n

S2O32-

=

nI-

3

⇒

nCu2+

=n

⇒

mCu2+

=

⇒

0,0952
%Cu = 1,080 .100% = 8,81%

S2O32-

15,65 . 0,0950 . 64
= 0,0952 (g)
1000

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ AXIT – BAZƠ
I. Đặc điểm.
-

Dùng phương pháp này để xác định nồng độ axit, bazơ.

-

Là phương pháp phân tích thể tích dựa trên phản ứng chuẩn độ:
H+ + OH- → H2O
- Trong quá trình chuẩn độ nồng độ ion H + và ion OH- luôn thay đổi nghĩa là
pH dung dịch thay đổi.
- Đường biểu diễn sự biến thiên của pH với lượng dung dịch chuẩn cho vào gọi
là đường chuẩn độ axit – bazơ.


- Để xác định điểm tương đương trong quá trình chuẩn độ, người ta dùng chất
chỉ thị axit – bazơ.
II. Chất chỉ thị axit-bazơ (chất chỉ thị pH).
-

Là những chất có màu thay đổi theo sự thay đổi của pH.

-

Thường là những axit yếu hữu cơ (HInd) hoặc bazơ yếu hữu cơ (IndOH),
trong đó, dạng axit (HInd; Ind+) và bazơ liên hợp (Ind-; IndOH) có màu khác
nhau.

-

Trong dung dịch chất chỉ thị tồn tại đồng thời 2 dạng axít và bazơ liên hợp
có màu khác nhau:
HInd


→
¬


H+ + Ind-

(a)

IndOH


→
¬


Ind+ + OH-

(b)

Nếu nồng độ của chúng hơn kém nhau không quá 10 lần ⇒ mắt ta thấy sự

-

tồn tại của cả 2 dạng màu.
-

Nếu nồng độ của chúng hơn nhau từ 10 lần trở lên, mắt ta nhìn thấy màu
của dạng có nồng độ lớn hơn.

Ví dụ: chỉ thị metyldacam là axit yếu (HInd) trong dung dịch tồn tại cân bằng
phân ly
HInd

H+ + Ind-


→
¬


Đỏ
-

Khi pH giảm (nghĩa là nồng độ H+ tăng):cân bằng chuyển dịch về phía trái
⇒ nồng độ HInd tăng đến khi

-

Vàng

CHInd
CInd- ≥ 10, dung dịch có màu đỏ.

Khi pH tăng (nghĩa là nồng độ H+ giảm):cân bằng chuyển dịch về phía
C

-

phải ⇒ nồng độ Ind- tăng đến khi C Ind ≥ 10, dung dịch có màu vàng.
HInd


Một số chất chỉ thị axit – bazơ thường dùng
Tên thường dùng

Dung môi

Màu dạng Màu dạng Khoảng pH đổi

Metyldacam

Nước

axít
Đỏ hồng

bazơ
Vàng

màu
3,1 – 4,4

(Heliantin)
Bromphenol xanh
Brom crezol lục
Metyl đỏ
Brom
thymol

Nước
Nước
Nước
Nước

Vàng
Vàng
Đỏ hồng
Vàng

Nâu tím
Xanh
Vàng
Xanh

3,0 – 4,6
3,8 – 5,4
4,4 – 6,2
6,2 – 7,6

xanh
Phenol đỏ
Thymol xanh
Phenolphtalein

Nước
Nước
Rượu 70%

Vàng
Vàng
Không

Đỏ
Xanh
Đỏ

6,4 – 8,0
8,0 – 9,6
8,0 – 9,8

Rượu 90%

màu
Không

Xanh

9,4 – 10,6

Thymolphtalein

màu
III.Chuẩn độ axit – bazơ
1. Chuẩn độ đơn axit mạnh bằng đơn bazơ mạnh và ngược lại.
a. Chuẩn độ đơn axit mạnh bằng đơn bazơ mạnh.
Khảo sát sự chuẩn độ V 0 (mL) dung dịch axit mạnh HA có nồng độ C 0(M)
bằng dung dịch bazơ mạnh BOH có nồng độ C (M), giả sử thể tích BOH tiêu
thụ trong quá trình chuẩn độ là V (mL).
H+ + OH-

* Phản ứng chuẩn độ:

→

H2O

* Phương trình đường chuẩn độ:
- Trước khi chuẩn độ: dung dịch là dung dịch axit mạnh HA có nồng độ
C0(M).
pH = - lg[H+] = - lgC0
- Trước điểm tương đương: dung dịch hỗn hợp gồm axit mạnh HA dư và muối
của nó với bazơ mạnh BA.

C0V0 – CV
pH = - lg[H+] = - V
lg0 + V

- Tại điểm tương đương: dung dịch là dung dịch muối BA (muối được tạo bởi
axit mạnh HA và bazơ mạnh BOH).
pH = - lg[H+] = - lg 10-7 = 7
- Sau điểm tương đương: dung dịch hỗn hợp gồm BA và BOH dư.
CV - C V

pH = 14 - pOH = 14 + lg V + 0V 0
0
Ví dụ: Chuẩn độ 20mL dung dịch HCl 0,1M bằng dung dịch NaOH 0,1M. Hãy
tính pH của dung dịch tại các thời điểm:
a. Trước khi chuẩn độ.
b. Thể tích dung dịch NaOH tiêu thụ là 19,98mL.
c. Thể tích dung dịch NaOH tiêu thụ là 20mL.
d. Thể tích dung dịch NaOH tiêu thụ là 20,02mL.
Phương trình chuẩn độ: H+ + OH-

Giải :

→

H2O

a. Trước chuẩn độ: dung dịch là dung dịch HCl 0,1M
pH = - lg 10-1 = 1
b. Thể tích dung dịch NaOH tiêu thụ là 19,98mL (trước điểm tương đương):
dung dịch gồm NaCl và HCl dư.
pH = - lg[H+] = - lg

0,1.20 - 0,1.19,98
= 4,3

20 + 19,98

c. Thể tích dung dịch NaOH tiêu thụ là 20mL (tại điểm tương đương): dung
dịch chỉ chứa NaCl.

pH = 7

d. Thể tích dung dịch NaOH tiêu thụ là 20,2mL (sau điểm tương đương): dung
dịch gồm có NaCl và NaOH dư.
pH = 14 – pOH = 14 + lg

0,1.20,02 - 0,1.20
= 9,7
20,02 + 20

Để vẽ đường cong chuẩn độ dung dịch HCl 0,1 M bằng dung dịch NaOH
0,1M ta nên tính pH tại các thời điểm theo bảng 1.
Bảng 1:
Đường chuẩn độ HCl 0,1M bằng NaOH 0,1M

pH


VNaOH (mL)
0,00
18,00
19,80
19,98

%q

-100
-10
-1
-0,1

20,00

0

20,02
20,20
22,00
40,00

+0,1
+1
+10
+100

.

[H+]
10-1
5.10-3
5.10-4
5.10-5

pH
1
2,3

3,3
4,3

Điểm tương đương

10-7

2.10-10
2.10-11
2.10-12VNaOH
3.10-13

7

9,7
10,7
11,7
12,5

* Nhận xét:
- Đường chuẩn độ là đường cong không đều trước và sau cách xa điểm tương
đương độ dốc của đường cong rất nhỏ (nghĩa là pH ít phụ thuộc vào thể tích dung
dịch chuẩn cho vào), còn ở lân cận điểm tương đương độ dốc đường cong lớn
(nghĩa là pH phụ thuộc nhiều vào thể tích dung dịch chuẩn cho vào ).
- Khoảng pH thay đổi đột ngột khi lượng dung dịch chuẩn cho vào từ thiếu đến
thừa 0,1% được gọi là bước nhảy pH của đường chuẩn độ (tương đương với
khoảng pH từ 4,3 đến 9,7)


Đường chuẩn độ HCl bằng NaOH với các nồng độ khác nhau

Điểm tương đương

7
0.01M
0,1M
1M

* Nhận xét:
- Khi chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh với các nồng độ khác nhau thì điểm
tương đương luôn ở pH =7.
- pH phụ thuộc vào nồng độ của các chất phản ứng: nồng độ càng lớn bước nhảy
pH càng dài. Trường hợp dung dịch quá loãng, bước nhảy pH của đường chuẩn
độ ngắn độ chính xác chuẩn độ giảm .
* Cách chọn chất chỉ thị:
Về nguyên tắc, ta chỉ chọn chất chỉ thị thay đổi màu đúng điểm tương đương
(pH = 7) như Bromthymol xanh (6,2 – 7,6), phenol đỏ (6,4 - 8), nhưng nếu
chấp nhận sai số chuẩn độ ± 0,1% ta có thể chọn các chất chỉ thị có khoảng
đổi màu pH nằm trong bước nhảy pH.
b. Chuẩn độ đơn bazơ mạnh bằng đơn axit mạnh:
Khảo sát sự chuẩn độ V0 (mL) dung dịch bazơ mạnh BOH có nồng độ C 0(M)
bằng dung dịch axit mạnh HA có nồng độ C (M), giả sử thể tích HA tiêu thụ
trong quá trình chuẩn độ là V (mL).
* Phản ứng chuẩn độ:

H+ + OH-

→

H2O

* Phương trình đường chuẩn độ:
- Trước khi chuẩn độ: dung dịch là dung dịch bazơ mạnh BOH có nồng độ
C0(M).


pH = 14 + lgC0
- Trước điểm tương đương: dung dịch hỗn hợp gồm bazơ mạnh BOH dư và
muối của nó với axit mạnh BA.
C0V0 – CV
pH = 14 - pOH = 14 + lg
V0 + V
- Tại điểm tương đương: dung dịch là dung dịch BA.
pH = - lg[H+] = - lg 10-7 = 7
- Sau điểm tương đương: dung dịch hỗn hợp gồm BA và HA dư.
CV – C0V0
pH = - lg
V0 + V
Ví dụ: Vẽ đường chuẩn độ trong trường hợp chuẩn độ 20 mL dung dịch
NaOH 0,1M bằng dung dịch HCl 0,1M
Đường chuẩn độ NaOH 0,1M bằng HCl 0,1M
pH

Điểm tương tương

Chú ý:
- Trong khoảng đổi màu của chất chỉ thị có một giá trị màu tại đó màu của chất
chỉ thị thay đổi rõ nhất, giá trị này gọi là chỉ số chuẩn độ (pT) của chất chỉ thị.
Vì vậy quá trình chuẩn độ kết thúc tại pH = pT.
- Giá trị pT phụ thuộc vào bản chất chất chỉ thị và chất chuẩn độ. pT càng gần

pH điểm tương đương thì càng chính xác.


Ví dụ: dùng phênolphtalein làm chất chỉ thị khi chuẩn độ axit bằng kiềm pT = 9,
ngược lại, kiềm bằng axit pT = 8. Nếu dùng metyldacam chuẩn độ axit bằng
kiềm pT =4,4, ngược lại, kiềm bằng axit pT = 4.
2. Chuẩn độ đơn axit yếu bằng đơn bazơ mạnh và ngược lại
a. Chuẩn độ đơn axit yếu bằng đơn bazơ mạnh
Khảo sát sự chuẩn độ V0 (mL) dung dịch axit HA có nồng độ C 0(M) và hằng số
axit Ka bằng dung dịch bazơ mạnh BOH có nồng độ C (M), giả sử thể tích BOH
tiêu thụ trong quá trình chuẩn độ là V (mL).
HA + OH-

* Phản ứng chuẩn độ:


→
¬


A- + H2O

* Phương trình đường chuẩn độ:
- Trước khi chuẩn độ: dung dịch là dung dịch axit yếu HA nồng độ C 0(M) và
hằng số axit Ka.
pH = - lg[H+] = ½ (pKa – lgC0)
- Trước điểm tương đương: dung dịch gồm axit yếu HA dư và muối của nó
với bazơ mạnh BA nên dung dịch là hệ đệm pH.
C

pH = - lg[H+] = pKa - lg CA
B

CA =

C0 V0 - CV
V0 + V

CV

CB = V + V
0

- Tại điểm tương đương: dung dịch là dung dịch của muối được tạo bởi axit
yếu và bazơ mạnh BA nên có tính bazơ. pH của dung dịch được xác định theo
10-14

công thức tính pH của dung dịch bazơ yếu A- có hằng số bazơ Kb = K .
a
pH = 14 - pOH = 14 - ½ (pKb – lgCB)
CV

CV

CB = V 0+ 0V = V + V
0
0
- Sau điểm tương đương: dung dịch gồm bazơ mạnh BOH dư và bazơ yếu A nên pH của dung dịch có thể tính gần đúng theo công thức tính pH của dung dịch
bazơ mạnh
pH = 14 - pOH = 14 + lg CB

CB =

CV - C0V0
V0 + V


Ví dụ: Vẽ đường chuẩn độ trong trường hợp chuẩn độ 20 mL dung dịch CH3

COOH 0,1M; hằng số axit Ka = 10-4,75 bằng dung dịch NaOH 0,1M.
Bảng 2: Đường chuẩn độ CH3COOH 0,1M bằng NaOH 0,1M
[H+]
1,33.10-3
1,98.10-6
1,80.10-7
1,78.10-8
Điểm tương đương

VNaOH (mL)
0,00
18,00
19,80
19,98

%q
-100
-10
-1
-0,1

pH

2,9
5,7
6.7
7,7

20,00

0

1,88.10-9

8,7

20,02
20,20
22,00
40,00

+0,1
+1
+10
+100

2,0.10-10
2,0.10-11
2,0.10-12
3,0.10-10

9,7
10,7

11,7
12,5

b. Chuẩn độ đơn bazơ yếu bằng đơn axit mạnh
Khảo sát sự chuẩn độ V0 (mL) dung dịch bazơ yếu BOH có nồng độ C 0(M) và
hằng số bazơ Kb bằng dung dịch axit mạnh HA có nồng độ C (M), giả sử thể tích
HA tiêu thụ trong quá trình chuẩn độ là V (mL).
H+ + BOH

* Phản ứng chuẩn độ:


→
¬


B+ + H2O

* Phương trình đường chuẩn độ:
- Trước khi chuẩn độ: dung dịch là dung dịch bazơ yếu BOH có C 0(M) và
hằng số bazơ Kb.
pH = 14 – ½ (pKb – lgC0)
- Trước điểm tương đương: dung dịch hỗn hợp gồm bazơ yếu và muối của nó
với axit mạnh nên dung dịch là dung dịch đệm pH.
C

pH = 14 - pOH = 14 – (pKb – lg CB )
A
CB =

C0 V0 - CV
V0 + V

CV

CA = V + V
0

- Tại điểm tương đương: dung dịch là dung dịch của muối được tạo bởi bazơ
yếu và axit mạnh BA nên có tính axit. pH của dung dịch được xác định theo
10-14

công thức tính pH của dung dịch axit yếu B+ có hằng số axit Ka = K
b


pH = - lg[H+] = ½ (pKa – lgCA)
CV

CV

CA = V 0+ 0V = V + V
0
0
- Sau điểm tương đương: dung dịch hỗn hợp gồm axit mạnh HA và axit yếu
B+ nên pH của dung dịch có thể tính gần đúng theo công thức tính pH của
dung dịch bazơ mạnh .
pH = -lg[H+] = - lg CA
CA =

CV - C0V0
V0 + V

Ví dụ: Vẽ đường chuẩn độ trong trường hợp chuẩn độ 20 mL dung dịch NH 3
0,1M; hằng số bazơ Kb = 10-4,75 bằng dung dịch HCl 0,1M
Đường chuẩn độ NH3 0,1M bằng HCl 0,1M

Điểm tương đương

Nhận xét:
- Đường chuẩn độ là đường cong không đều ở gần điểm tương đương độ dốc của
đường cong chuẩn độ lớn, tạo nên bước nhảy pH của đường chuẩn độ.
- Bước nhảy pH của đường chuẩn độ càng bé nếu axit (hoặc bazơ) càng yếu và
ngược lại. Nồng độ dung dịch chuẩn càng bé bước nhảy càng bé và ngược lại.
- pH tại điểm tương đương không trùng với điểm trung tính mà nó lệch về phía
axit (với bazơ yếu) hoặc kiềm (với axit yếu) nếu K a hoặc Kb của axit hoặc bazơ
càng yếu càng lớn thì pH tại điểm tương đương lệch về phía môi trường bazơ
hoặc axit càng nhiều.
Dựa vào đường cong chuẩn độ ta có thể chọn chất chỉ thị thích hợp cho quá
trình chuẩn độ axit yếu bằng bazơ mạnh và ngược lại.


Ví dụ: Khi chuẩn độ dung dịch CH3COOH 0,1M bằng dung dịch NaOH 0,1M có
bước nhảy pH trên đường chuẩn độ từ 7,7 đến 9,7 thì ta chỉ có thể chọn chất chỉ
thị PP (có khoảng pH đổi màu từ 8 - 10) làm chất chỉ thị mà không thể dùng
metyl da cam (có khoảng pH từ 3,1 – 4,4) làm chất chỉ thị được vì khoảng pH
đổi màu của chất chỉ thị không nằm trong bước nhảy của đường chuẩn độ.
Kết luận: Qua bài học này chúng ta biết cách:
- Xác định nồng độ của axit, bazơ.
- Xác định bước nhảy pH của đường chuẩn độ để chọn chất chỉ thị thích hợp

trong quá trình chuẩn độ axit - bazơ.
Phần 2: Thực hành
CÁCH PHA CHẾ DUNG DỊCH CHUẨN
I. Chất gốc
Để điều chế các dung dịch chuẩn có nồng độ biết chính xác, người ta phải dùng
các chất gốc. Chất gốc là chất phải thoả mãn những điều kiện sau:
- Thường là những chất rắn nguyên chất, có độ tinh khiết cao (lượng tạp
chất không vượt quá 0,01 – 0,02%)
- Có thành phần ứng với một công thức hoá học xác định kể cả lượng nước
kết tinh.
- Bền cả dạng rắn và dạng dung dịch trong suốt quá trình điều chế và bảo
quản.
Một số chất gốc thường gặp như borax Na2B4O7.10H2O, axit oxalic
H2C2O4.2H2O, axit benzoic C6H5COOH, AgNO3, K2Cr2O7,. . .
II. Pha chế dung dịch chuẩn.
1. Pha chế dung dịch chuẩn từ chất gốc.
Nếu thuốc thử là chất gốc thì việcđiều chế dung dịch chuẩn gồm các bước sau:
- Tính toán lượng chất gốc cần thiết cho quá trình điều chế dung dịch chuẩn.
- Dùng cân phân tích có độ chính xác 0,1 mg cân chình xác lượng chất gốc
đã tính.
- Hoà tan và chuyển vào bình định mức có thể tích bằng thể tích dung dịch
chuẩn cần điều chế, rồi thêm dung môi tới vạch.


Ví dụ: Điều chế 500mL dung dịch chuẩn H2C2O4 0,1M ta phải làm các bước
như sau:
- Tính lượng H2C2O4.2H2O cần thiết trong quá trình điều chế:

mH C O = 0,5 . 0,1 . 126 = 6,3 (gam)
2 2 4

- Dùng cân phân tích cân chính xác 6,3 gam chất rắn H2C2O4.2H2O
- Hoà tan lượng H2C2O4.2H2O vừa cân được vào nước, chuyển vào bình định
mức 500 mL rồi thêm nước cho tới vạch.
2. Pha chế dung dịch chuẩn từ chất không phải là chất gốc.
Quá trình điều chế gồm 2 giai đoạn như sau:
- Giai đoạn 1: Điều chế dung dịch có nồng độ gần đúng, cách làm tương tự
như điều chế dung dịch chuẩn từ chất gốc.
- Giai đoạn 2: Xác định chính xác nồng độ dung dịch được điều chế ở trên,
bằng cách chuẩn độ với dung dịch chuẩn gốc thích hợp.
Ví dụ: Điều chế 1 lít dung dịch chuẩn NaOH, ta làm như sau:
- Giai đoạn 1: điều chế dung dịch NaOH có nồng độ gần đúng 0,1M.
+ Tính lượng NaOH cần thiết trong quá trình điều chế:
mNaOH = 1 . 0,1 . 40 = 4 (gam)
+ Dùng cân phân tích cân chính xác 4 gam chất rắn NaOH.
+ Hoà tan lượng NaOH vừa cân được vào nước, chuyển vào bình định mức
1 lít rồi thêm nước cho tới vạch.
- Giai đoạn 2: xác định chính xác nồng độ dung dịch NaOH vừa pha chế ở
trên bằng cách chuẩn độ với dung dịch chuẩn gốc là dung dịch H2C2O4
0,1M.
3. Pha chế dung dịch chuẩn từ ống chuẩn.
“ Ống chuẩn” là ống trong đó đã chứa sẵn một lượng chính xác thuốc thử ở
dạng rắn hoặc lỏng. Khi dùng ống chuẩn để pha chế dung dịch người ta chuyển
toàn bộ thuốc thử trong ống chuẩn vào bình định mức 1 lít rồi thêm nước cho tới
vạch ta được 1 lít dung dịch chuẩn có nồng độ ghi trên nhãn của ống chuẩn.


Ví dụ: Trên nhãn ống chuẩn ghi HCl 1M, nghĩa là chuyển toàn bộ lượng HCl
trong ống chuẩn vào bình định mức 1 lít rồi thêm nước cho tới vạch ta được 1 lít
dung dịch chuẩn HCl 1M.
4. Pha chế dung dịch chuẩn từ dung dịch có nồng độ lớn hơn.

Cách tiến hành như sau:
- Tính toán lượng dung dịch có nồng độ cao cần thiết cho quá trình điều chế.
- Dùng dụng cụ đo lường thể tích lấy chính xác lượng dung dịch có nồng độ
cao vừa tính được.
- Cho lượng thể tích trên vào bình định mức có thể tích bằng thể tích dung dịch
chuẩn cần điều chế rồi thêm dung môi cho tới vạch.
Ví dụ: Điều chế 1 lít dung dịch HCl 0,1M từ dung dịch HCl 1M, ta tiến hành như
sau:
- Tính lượng dung dịch HCl 1M cần cho quá trình điều chế:
V =

1 . 0,1
= 0,1 (lít)
1

- Dùng dụng cụ đo lường thể tích lấy chính xác 100 mL dung dịch HCl 1M.
- Cho 100 mL dung dịch HCl 1M vào bình định mức 1 lít rồi thêm nước cho
tới vạch ta được 1 lít dung dịch HCl 0,1M.
CHUẨN ĐỘ AXIT MẠNH BẰNG BAZƠ MẠNH VÀ NGƯỢC LẠI
I. Dụng cụ - hoá chất:
1. Dụng cụ: - Burette
- Pipette
- 3 bình erlen 250mL

Dd NaOH 0,1M

- 3 cốc thuỷ tinh 250mL
2. Hoá chất:
- Dung dịch NaOH có nồng độ chính xác 0,1M
- Dung dịch HCl có nồng độ chính xác 0,1M

- Dung dịch NaOH chưa biết nồng độ
- Dung dịch HCl chưa biết nồng độ
- Chất chỉ thị: metyl dacam (Heliantin); P.P

Dd HCl 20mL
Chất chỉ thị


II. Nguyên tắc:
Dựa vào phản ứng chuẩn độ:

H+ + OH- → H2O

Kết thúc chuẩn độ khi chất chỉ thị đổi màu.
III. Cách tiến hành:
1. Chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh:
Dùng pipette lấy chính xác 20mL dung dịch HCl (chưa biết nồng độ)
cho vào bình erlen, thêm 3 giọt chất chỉ thị, chuẩn độ bằng dung dịch
NaOH 0,1M từ trên burettte xuống, lắc đều, cho đến khi dung dịch đổi
màu.
Lần lượt dùng các chất chỉ thị khác nhau như: metyl da cam, Phenolphtalein (PP)
Quan sát sự thay đổi màu sắc trong mỗi trường hợp chuẩn độ.
Ghi thể tích dung dịch NaOH tiêu tốn.
Làm lạI thí nghiệm 3 lần lấy kết quả trung bình:
VTB =

Dd HCl 0,1M

Tính nồng độ dung dịch HCl.
Nhận xét.

2. Chuẩn độ bazơ mạnh bằng axit mạnh:
Dùng pipette lấy chính xác 20mL dung dịch NaOH
(chưa biết nồng độ) cho vào bình erlen, thêm 3 giọt

Dd NaOH 20mL
Chất chỉ thị

chất chỉ thị, chuẩn độ bằng dung dịch HCl 0,1M từ
trên burettte xuống, lắc đều, cho đến khi dung dịch
đổi màu.
Lần lượt dùng các chất chỉ thị khác nhau như: metyl da cam,
Phenolphtalein (PP)
Quan sát sự thay đổi màu sắc trong mỗi trường hợp chuẩn độ.
Ghi thể tích dung dịch HCl tiêu tốn.

Dd NaOH 0,1M

Làm lạI thí nghiệm 3 lần lấy kết quả trung bình.
Tính nồng độ dung dịch NaOH.
Nhận xét.

Dd CH3COOH 20mL
Chất chỉ thị


CHUẨN ĐỘ AXIT YẾU BẰNG BAZƠ MẠNH VÀ
CHUẨN ĐỘ BAZƠ YẾU BẰNG AXIT MẠNH
I. Dụng cụ - hoá chất:
1. Dụng cụ:
- Burette

- Pipette
- 3 bình erlen 250mL
- 3 cốc thuỷ tinh 250mL
2. Hoá chất:
- Dung dịch NaOH có nồng độ chính xác 0,1M
- Dung dịch HCl có nồng độ chính xác 0,1M
- Dung dịch CH3COOH chưa biết nồng độ
- Dung dịch NH3 chưa biết nồng độ
- Chất chỉ thị: metyl dacam (Heliantin); P.P
II. Cách tiến hành:
1. Chuẩn độ axit yếu bằng bazơ mạnh:
Dùng pipette lấy chính xác 20mL dung dịch
CH3COOH (chưa biết nồng độ) cho vào bình erlen,
thêm 3 giọt chất chỉ

Dd HCl 0,1M

thị, chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0,1M từ trên
burettte xuống, lắc đều, cho đến khi dung dịch đổi
màu.
Lần lượt dùng các chất chỉ thị khác nhau như: metyl da cam,
Phenolphtalein (PP)
Quan sát sự thay đổi màu sắc trong mỗi trường hợp chuẩn độ.
Ghi thể tích dung dịch NaOH tiêu tốn.
Làm lạI thí nghiệm 3 lần lấy kết quả trung bình.
Tính nồng độ dung dịch CH3COOH.
Nhận xét.

Dd NH3 20mL
Chất chỉ thị

2. Chuẩn độ bazơ yếu bằng axit mạnh:
Dùng pipette lấy chính xác 20mL dung dịch NH3 (chưa biết
nồng độ) cho vào bình erlen, thêm 3 giọt chất chỉ thị,
chuẩn độ bằng dung dịch HCl 0,1M từ trên burettte
xuống, lắc đều, cho đến khi dung dịch đổi màu.
Lần lượt dùng các chất chỉ thị khác nhau như: metyl da cam,
Phenolphtalein (PP)
Quan sát sự thay đổi màu sắc trong mỗi trường hợp chuẩn độ.
Ghi thể tích dung dịch HCl tiêu tốn. Làm lại thí nghiệm 3 lần lấy kết quả trung
bình. Tính nồng độ dung dịch NH3. Nhận xét.


Phần 3: Một số bài tập tham khảo
Hãy vẽ đường cong chuẩn độ bằng cách tình vài điểm
đặc trưng và chọn chất chỉ thị cho phép chuẩn độ 50,00
mL dung dịch CH3COOH 0,1000 M ; Ka = 10-4,75 với
dung dịch NaOH 0,1000 M. Có thể tham khảo bảng sau.
Một số chất chỉ thị axit – bazơ
Tên chất chỉ thị

Khoảng

Độ chuyển màu

đổi màu
Metyl da cam
Metyl đỏ
Brom thymol

pH
3,2 – 4,4 Đỏ - Da cam
4,2 – 6,2 Đỏ - Vàng
6,0 - 7,6 Vàng – Xanh

xanh
Phenol đỏ
6,8 – 8,2 Vàng – Đỏ
Phenolphtalein 8,0 – 9,8 Không màu – Đỏ
Thymolphtalein 9,3 – 10,3 Không màu - Xanh
Hướng dẫn:
Phản ứng chuẩn độ: CH3COOH + OH-


→
¬


CH3COO- +

H2O
- Trước khi chuẩn độ: dung dịch là dung dịch axit yếu
CH3COOH nên pH của dung dịch được tính theo công thức
sau:
pH = ½ (4,75 – lg 0,1000) = 2,88
- pH sau khi thêm 10 mL dung dịch NaOH: dung dịch gồm
CH3COOH dư và CH3COONa nên dung dịch là hệ đệm
pH.
[CH3COOH] =

50,00 . 0,1000 - 10,00 . 0,1000
60

[CH3COO-] =

10,00 . 0,1000
60

= 0,0667 (M)

= 0,0167(M)
0,0667

pH = 4,75 - lg 0,0167 = 4,15


Bài giảng: Hoá phân tích 3 Đại Học
- pH sau khi thờm 49,95 mL dung dch NaOH: dung dch gm CH 3COOH d v
CH3COONa nờn dung dch l h m pH.
[CH3COOH] =

50,00 . 0,1000 - 49,95 . 0,1000
60

[CH3COO-] =

= 8,3333.10-5 (M)

49,95 . 0,1000

= 0,08325(M)
60

8,3333.10-5

pH = 4,75 - lg 0,08325 = 7,75
- pH sau khi thờm 50,00 mL dung dch NaOH: dung dch l dung dch
CH3COONa. pH ca dung dch c xỏc nh theo cụng thc tớnh pH ca dung
10-14

dch baz yu CH3COO- cú hng s baz Kb = K = 10-9,25
a
[CH3COO-] =

50,00 . 0,1
100,00 = 0,0500 (M)

pH = 14 - ẵ (9,25 lg(0,0500)) = 8,72
- pH sau khi thờm 50,05 mL dung dch NaOH: dung dch gm NaOH d v
CH3COONa nờn pH ca dung dch cú th tớnh gn ỳng theo cụng thc tớnh pH
ca dung dch baz mnh
[OH-] =

50,05 . 0,1 - 50,00 . 0,1
= 4,9975.10-5 (M)
100,05

pH = 14 + lg (4,9975.10-5) = 9,7
T cỏc im pH trờn ta v c ng chun .
im tng ng cú giỏ tr pH l 8,72 nờn da trờn khong i mu ca cỏc

cht ch th trờn ta cú th s dng phenolphtalein thỡ kt qu chớnh xỏc nht.
Chun 25,00 mL dung dch axit yu n chc HX cn 18,22 mL dung
dch NaOH 0,0640 M. S bin i pH ca dung dch theo phn trm HX
chun c nờu trong bng sau:
%HX chun
0
33,3%
pH
3,39
5,14
a. Tớnh nng ban u ca axit yu HX.

66,7%
5,74

b. Xỏc nh tr s Ka ca axit ng vi mi giai on chun nờu trong bng
s liu trờn.
c. Tớnh pH ti im tng ng trong quỏ trỡnh chun trờn.
GV: Bùi Thị Kim Cúc

207


Bài giảng: Hoá phân tích 3 Đại Học
Hng dn:
a.

CM(HX) =

18,22 . 0,0640

25

= 0,0466 (M)

b.
%HX chun
pH
[H+]
Ka =

[H+ ] [X- ]
[HX]

0%HX
3,39
4,07 . 10-4

33,3%HX
5,14
7,24 . 10-6

66,7%HX
5,74
1,82 . 10-6

(4,07.10-4 )2
(0,0466

(7,24.106 )(0,0155)
(0,0311)

(1,82.106 )(0,0311)
(0,0155)

= 3,56 . 10-6

= 3,62 . 10-6

= 3,64 . 10-6

c. Ti im tng ng dung dch l dung dch baz yu CH3COO-

X + H2 O
[X-] =



ơ


HX + OH

0,0466 . 25,00
25,00 + 18,22

-

Kb =

1014

3,6.106

= 2,78. 10-9

= 0,027(M) ; pKb = - lgKb = 8,56

pH = 14 - ẵ (8,56 lg(0,027)) = 8,94

HO PHN TCH 3
Thi lng: 3 vht (45 tit)
Ngnh o to: Hoỏ
Trỡnh o to: i Hc
1.1. CCH BIU DIN KT QU PHN TCH.
Cú 2 cỏch biu din kt qu phõn tớch:
- Biu din hoỏ hc
- Biu din s hc
1.1.1. Biu din hoỏ hc.
- Cỏc cu t thng c biu din di dng tn ti thc ca nú.
VD: Biu din cu t N di dng NO3-, NO2-, NH4+, NH3
- Khi cha bit chớnh xỏc thnh phn thỡ cỏc cu t c biu din di dng cỏc
nguyờn t hoc oxit ca cỏc nguyờn t ú.
VD: Fe trong qung : Fe; Ca trong ó vụi: CaO.
GV: Bùi Thị Kim Cúc

208


Bài giảng: Hoá phân tích 3 Đại Học
1.1.2. Biu din s hc.
- biu din hm lng ca cu t trong mu cht ngi ta dựng biu thc sau:

q
.K
Q

Trong ú: q: Hm lng cu t trong mu.
Q: Hm lng mu.
K: Tha s tớnh (Hng s).

VD:

q, Q: Cựng n v l gam, kg, mg
K = 100.

=> Hm lng mu c biu din di dng hm lng % v khi lng ca
c t trong mu.
Nu K = 1.000.000 thỡ hm lng mu c biu din di dng hm
lng phn triu (0/triu) v khi lng cu t trong mu.
* i vi cht rn: Ta thng dựng hm lng phn trm hoc hm lng phn
triu v khi lng.
* i vi cht lng: Cú 4 cỏch biu din:
+ Cỏch 1: % v khi lng ( Pww ): l phn khi lng ca cu t trong 100
phn khi lng mu.
+ Cỏch 2: % v th tớch ( Pvv ): l phn th tớch ca cu t trong 100 phn
th tớch mu.
+ Cỏch 3: % v th tớch theo khi lng ( Pwv ): l phn th tớch ca cu t
trong 100 phn khi lng mu.
+ Cỏch 4: % v khi lng theo th tớch ( PVw ): l phn khi lng ca cu
t trong 100 phn th tớch mu.
Cỏc h thc liờn h:
Pww = dc. Pwv :

dc: T khi ca cu t phõn tớch di dng lng.

Pww = PVw /dl:

dl: T khi ca mu phõn tớch di dng lng.

Pww = ( PVV .dc )/dl:

* i vi cht khớ: Ta thng biu din theo % v th tớch PVV

GV: Bùi Thị Kim Cúc

209


Bài giảng: Hoá phân tích 3 Đại Học
VD1: Cho 2 lớt khụng khớ khụ i t t qua dung dch KOH c thỡ lng khớ CO 2
b KOH gi li l 1,5 mg. Hóy tớnh hm lng % theo th tớch ( PVV ) ca khớ CO2
trong khụng khớ khụ?
Gii:

nCO2 = m =
M

1,5.103
V
CO
=>
=

2
.22, 4 (l)

1,5.10 3
44

44

- Hm lng % theo th tớch ca CO2 trong khụng khớ l:
PVV =

VCO2

3
.100 = 1,5.10 .22, 4.100 = 0,037 % 0,04 %
Vkk
44.2

VD2: Hóy tớnh hm lng % khi lng ca ru etylic 95% theo th tớch. Bit
t khi ca ru l: dc = 0,7939; t khi ca ca ru etylic 95% l dl = 0,8160.
GII:
- p dng biu thc liờn h: Pww = ( PVV .dc )/dl = 95.

0, 7939
= 92,43 %
0,8160

1.2. BIU DIN NNG TRONG PHN TCH NH LNG.
biu din nng trong phõn tớch nh lng ngi ta dựng 1 trong
cỏc loi nng sau: Nng %; nng mol; nng ng lng;

chun.
1.2.1. Nng phn trm (C%)
1.2.2 Nng mol (CM):
- N: Nng mol l s mol cht tan cú trong 1 lớt dung dch. (l nng cx).
VD: Pha 1 lớt dung dch axit HCl 0,10 M t HCl c 37% (d = 1,19 g/ml). Tớnh
th tớch dung dch HCl c cn dựng?
Gii:
- Ta cú: nHCl = C. V = 0,1 . 1 = 0,1 (mol)
- HCl 37%: C 100 g dung dch HCl cú 37 g hay 37/M (mol) HCl nguyờn cht.
Cú x g dung dch ..0,1 mol HCl nguyờn cht.
=> x =

0,1.100.M
(g).
37

GV: Bùi Thị Kim Cúc

=>



HCl

=

0,1.100.M

x
=
37.1,19
d

210

= 8,3 (ml);


Bài giảng: Hoá phân tích 3 Đại Học
=> Cụng thc tng quỏt:
* Chỳ ý:



ml

=

CM .V .M .100
;
d .Pww

+ V: Th tớch dung dch cn
+

: S ml dung dch cn ly pha.

+ Pww = C %

1.2.3. Nng ng lng (CN).
1. ng lng gam ().
- N1: ng lng gam l s gam cht ú tng ng hoỏ hc vi 1 nguyờn
t gam (1,008 g H) hay 1 mol ion H+ hoc 1 mol ion hoỏ tr 1 hoc 1 mol e.
- VD1: Xột phn ng: H2SO4 + 2 KOH K2SO4 + 2 H2O
Hay:

H2SO4

+ 2 OH- SO4-

+ 2 H2 O

(1)

- Theo phn ng (1), c 1 mol (H2SO4) phn ng va ht vi 2 mol ion OH-.
=> lg(H2SO4) =

1
ptg (H2SO4) = 49 (g).
2

2. Khi lng ng lng ():
- N: Khi lng ng lng l s gam ca mt ng lng cht .
=>

A =

MA
;

n

=> MA = n. A

Trong ú: n l in tớch ca cu t A
* Kt lun: Mun tỡm lg ca 1 cht ta ly iong (dng ion) hoc nguyờn t gam
(ngt) hoc phõn t gam (dng pt) chia cho s in tớch (n) ca cu t ang xột.
* Chỳ ý: - S n l s mol nguyờn t H hoc s mol ion hoỏ tr 1 kt hp vớ cu t
ang xột.
- S n l s e trao i trong phn ng oxi hoỏ - kh.
- S n cng cú th l s liờn kt phi trớ hoc l s liờn kt CHT trong
phn ng to phc.
VD1: Xột phn ng: Al3+ + 3 OH-

Al(OH)3 . Tớnh lg(Al) =?

Gii:
- Theo phn ng trờn, c 1 ion Al3+ tng ng HH vi 3 ion OH-

GV: Bùi Thị Kim Cúc

211