TÌM HIỂU VỀ CHUẨN ĐỘ ĐA AXIT - ĐA BAZƠ

Đề tài

TÌM HIỂU VỀ CHUẨN ĐỘ
ĐA AXIT – ĐA BAZƠ


A. MỞ ĐẦU
A.
A. LÝ
LÝ THUYẾT
THUYẾT CHUẨN
CHUẨN
ĐỘ
ĐỘ

B. NỘI DUNG

B.
B. CÁC
CÁC DẠNG
DẠNG BÀI
BÀI TẬP
TẬP

C. KẾT LUẬN

D. TÀI LIỆU
THAM KHẢO


Một trong các phương pháp phân tích thể tích quan trọng là

phương pháp chuẩn độ axit bazơ. Bản chất của phương pháp
là dựa trên sự tương tác giữa các axit và các bazơ.
Phương pháp này cho phép xác định định lượng (khối
lượng, nồng độ) của các axit (bằng dung dịch kiềm chuẩn)
hoặc các dung dịch kiềm (bằng dung dịch axit chuẩn) và các
tương tác của các chất với axit hay với bazơ kiềm) Chuẩn độ
axit - bazơ đa chức là một trong những phép chuẩn độ quan
trọng học viên cần nắm được lí thuyết liên quan cũng như
phải giải được các bài.
Vì vậy chúng tôi xin được trình bày vấn đề : “TÌM HIỂU
VỀ CHUẨN ĐỘ ĐA AXIT – ĐA BAZƠ” nhằm hệ thống hóa
kiến thức từ lý thuyết cho đến bài tập.


I. LÝ THUYẾT VỀ CHUẨN ĐỘ AXIT ĐA CHỨC
Trong dung dịch đa axit HnA có khả năng phân ly theo từng nấc:[3]

Và có thể coi đa axit như một hỗn hợp gồm đơn axit.

Có thể tiến hành theo từng nấc nếu
K a1 K a 2 1 − q
;
≥ 2 = 104 (q= ± 1%)
K a 2 K a3
q


*TH 1 : Ka1 >> Ka2 >> Ka3 >>……. >> Kan
xảy ra chủ yếu ở nấc 1.

Định luật tác dụng khối lượng:

x2
=K a1 ⇒  H +  = x ≈
C-x

K a1.C

* TH 2 :
phải tổ hợp thành phương trình bậc
cao hoặc phải tính lặp gần đúng liên tục :


XOH, C
H3A,
Co, Ka1, Ka2,Ka3

Chuẩn độ dd axit H3A, Co
bằng dd chuẩn XOH, C.


Điểm tương đương I: H3A + XOH XH2A + H2O
Thành phần dung dịch: H2A , H2O.
ĐKP:

Nồng độ

Với:

 H +  = OH −  − [ H 3 A] +  HA2−  + 2  A2− 

tại điểm tương đương

 H + 

1
pH I = (pK a1 +pK a2 )
2


Điểm tương đương II: H3A + 2XOH X2HA + H2O
2Thành phần dung dịch: HA , H2O.
ĐKP:

Với

 H +  = OH −  +  A3−  −  H 2 A−  + 2  H 3 A 

1
pH II = (pK a2 +pK a3 )
2


Thông thường Ka3 quá bé nên không thể
chuẩn độ trực tiếp đến điểm tương đương
thứ ba vì sai số lớn.
Nếu chuẩn độ được nấc thứ ba thì phải thỏa điều kiện:

K a3 .Co3 >C2 .q 2
10-8
4

-12
Co3 >
=10 M (K a3 = 10 , C= 0,1M, q= 0,1%)
K a3
Tuy nhiên, do trong thực tế, nồng độ axit cần chuẩn độ
rất bé, nên không thể chuẩn độ được.


Điểm tđ III:

Với
+
Từ x= [OH ] suy ra [H ]III


Để xây dựng đường chuẩn độ có thể bằng hai cách:

-Thiết lập hàm liên hệ pH-P(mol), hoặc pH-P(đlg)
-vớiXácpH địnhcàngcácgặpgiásaipHsố0 ,bé.pHtđI , pHtđII và chọn chỉ thị sao cho giá trị pT của chỉ thị gần sát
tđ


Ví dụ : Chuẩn độ H3A (Co, Vo ) bằng NaOH (C,V)
Tại điểm tương đương thứ nhất
+
H3A + NaOH  H2A + Na + H2O
CoVo = CoVtđ1 ,
do đó:
Tại điểm tương đương thứ hai
2+

H3A + 2NaOH  HA + 2Na + 2H2O
CoVo
(CVtđ2)/2 = CoVo và

CV


Tại điểm tương đương thứ ba
H3A + 3NaOH  A
CoVo

CV

3-

+
+ 3Na + 3H2O



Sơ đồ chuẩn độ axit H3A bằng XOH (V2=2V1) [4]

V1 = VXOH chuẩn độ 1 nấc của H3A
V2= VXOH chuẩn độ 2 nấc của H3A


Để thiết lập phương trình sai số tại các điểm ta thấy rằng tại mọi thời điểm hệ luôn tồn
tại nhiều cấu tử và các cấu tử đều có quan hệ chặt chẽ với nhau. Để tính sai số có thể
sử dụng phương trình sau :
Phương trình sai số chuẩn độ nấc 1 :

h 2 − K a1 K a 2
W  C + C0

qI = −  h − ÷
− 2
h  CC0
h + K a1h + K a1K a 2


Phương trình sai số chuẩn độ nấc 2 :
h − K a 2 K a3
W  C + 2C0

qII = −  h − ÷
−
2
h
2
CC
2(
h
+ K a 2h + K a 2 K a3 )


0
2


Phương trình sai số chuẩn độ nấc 3 [4]:

qIII

W C + 3Co
h
=
−
h 3CCo
3(h + K a 3 )

Ví Dụ [4]:
Đánh giá pH tại các điểm tương đương và sai số
khi chuẩn độ H3PO4 0,1M bằng NaOH 0,1M trong hai
trường hợp:
a. Đổi màu metyl da cam từ đỏ sang hồng (pTI = 4,4)
b. Đổi màu phenolphtalein sang hồng (pTII = 9,0)
Với pKa1 = 2,15 ; pKa2 = 7,21 và pKa3 = 12,32


Giải:
a) Tại điểm tương đương thứ nhất (đổi màu metyl da cam)


Sai số :

Sai số âm vì pT1< pHI

b) Tại điểm tương đương thứ hai (đổi màu phenolphta

Với:

Sai số âm vì pHII> pTII


BÀI TẬP VỀ CHUẨN ĐỘ ĐA AXIT
Tính %m, CM, chọn chỉ thị, pH, V tại các
thời điểm khác nhau

1

2

Tính sai số


Dạng 1 : Tính %m, CM, chọn chỉ thị, pH, V tại các thời
điểm khác nhau
Bài 1:[2][6] Chuẩn độ 20ml dung dịch axit H3PO4
0,01M bằng dung dịch xút 0,02M.
Tính pH của dung dịch sau khi đã thêm:
a) 10ml xút
b) 20ml xút
Biết pKa1 = 2,15 ; pKa2 = 7,21 và pKa3 = 12,32
Giải:
a) VNaOH = 10ml
Nồng độ ban đầu của các chất là:
C

o

H 3 PO4

20.0,01 1
o
=
=
M = CNaOH
30
150

Lượng NaOH thêm vào đã trung hòa hết nấc 1 của axit
H3PO4 theo phương trình:


H 3 PO 4 +NaOH → NaH 2 PO 4 +H 2O
Ban đầu:

1
150

Cân bằng: 0

1
150

0

1
150

Do đó pH sẽ tính theo tính theo ion H 2 PO-4 theo cân
bằng:
W
H 2 PO 4 +H 2 O ƒ OH +H 3PO 4
K a1

H 2 PO -4 ƒ

H + +HPO 42- K a2


Áp dụng định luật bảo toàn proton với mức không với
H2PO4-, H2O . Ta có:
[ H + ] = [OH − ] + [HPO42 − ] − [H 3 PO4 ]
W K a2 .[H 2 PO -4 ]
⇔ h=
+
-K -1
.h.[H
PO
a1
2
4]
h
h
⇒h=

W+K a 2 .[H 2 PO4− ]
1 + K a−11.[H 2 PO4− ]

Mặt khác: Ka2.C >> W
⇒h=

K a 2 .[H 2 PO4− ]
−5
=
1,
455.10
1 + K a−11.[H 2 PO4− ]

⇒ pH = 4,84


b) VNaOH = 20ml
Nồng độ ban đầu của các chất là: C

o
H 3 PO4

o
CNaOH

20.0,01
=
= 5.10−3 M
40
20.0,02
=
= 0,01M
40

Lượng NaOH thêm vào đã trung hòa hết nấc 2 của axit
H3PO4 theo phương trình:
H 3 PO4 + 2 NaOH → Na2 HPO4 + 2 H 2O
Ban đầu: 5.10-3 0,01
Cân bằng:
0
0

5.10-3