...GT Co so ly thuyet hoa hoc phan tich.pdf

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

GIÁO TRÌNH

CƠ SỞ LÝ THUYẾT HÓA HỌC PHÂN TÍCH
(Đối tượng sử dụng giáo trình: sinh viên Cao đẳng
ngành Công nghệ Kỹ thuật môi trường)

Người biên soạn: ThS. Bùi Thị Thư
ThS. Trịnh Thị Thắm

HÀ NỘI, 2011


MỞ ĐẦU
Hoá học phân tích là một ngành khoa học nghiên cứu về các phương pháp xác định
thành phần định tính và định lượng của các chất và hỗn hợp các chất. Hoá phân tích bao gồm
các phương pháp phát hiện, nhận biết cũng như các phương pháp xác định hàm lượng của các
chất trong mẫu cần phân tích.
Phân tích định tính nhằm xác định chất phân tích gồm những nguyên tố hóa học nào,
những ion nào, những nhóm nguyên tử nào hoặc các phân tử nào có trong thành phần của chất
phân tích. Khi nghiên cứu thành phần một chất chưa biết, phân tích định tính phải được tiến
hành trước phân tích định lượng, vì việc chọn phương pháp định lượng các hợp phần của chất
phân tích phụ thuộc vào các dữ kiện nhận được khi phân tích định tính chất đó.
Phân tích định lượng cho phép xác định thành phần về lượng các hợp phần của chất
phân tích.
Nội dung của hóa học phân tích là giải quyết những vấn đề chung về lý thuyết của
phân tích hóa học, hoàn thiện những luận thuyết riêng về các phương pháp phân tích hiện có
và sẽ được xây dựng.
Hoá học phân tích đóng vai trò quan trọng đối với sự phát triển các môn hoá học khác

cũng như các ngành khoa học khác nhau, các lĩnh vực của công nghệ, sản xuất và đời sống xã
hội. Ví dụ, muốn tổng hợp một chất mới rồi nghiên cứu các tính chất cũng như ứng dụng của
nó nhất thiết phải sử dụng các phương pháp phân tích thích hợp để xác định thành phần
nguyên tố, mức độ tinh khiết, xác định cấu trúc của nó.
Do tầm quan trọng như vậy nên một loạt các chuyên nghành của khoa học phân tích
đã ra đời và ngày càng phát triển mạnh như: Phân tích môi trường, phân tích khoáng liệu,
phân tích hợp kim, kim loại, phân tích lâm sàng, phân tích dược phẩm, phân tích thực
phẩm,….
Khi tiến hành phân tích một đối tượng nào đó nhà phân tích phải thực hiện các bước
sau đây:
a) Xác định các vấn đề cần giải quyết. Từ đó chọn phương pháp phân tích thích hợp
cho các vấn đề cần giải quyết. Khi thực hiện bước này cần phải đặc biệt chú ý đến tầm quan
trọng, ý nghĩa pháp lí và kinh tế của công việc phân tích, chú ý đến độ đúng đắn, độ lặp lại và
tính khả thi của phương pháp phân tích.
b) Chọn mẫu đại diện là mẫu có thành phần phản ánh đúng nhất cho thành phần của
đối tượng phân tích. Từ mẫu đại diện tiến hành chọn và chuẩn bị mẫu thí nghiệm là mẫu dùng
để tiến hành phân tích các chất cần xác định. Sau đó thực hiện chuyển mẫu này thành dạng có
thể phân tích được.
c) Tách chất: Để phân tích các mẫu có thành phần phức tạp thường phải tách các
chất lạ, các chất ảnh hưởng đến phép xác định chất cần phân tích hoặc tách riêng chất cần
phân tích ra khỏi hỗn hợp với các chất khác.
d) Tiến hành định lượng chất cần phân tích, tức là thực hiện các thao tác, các phép đo
đạc phân tích để xác định nồng độ hoặc hàm lượng chất cần phân tích trong dung dịch mẫu đã
chuẩn bị trong bước trên.


e) Tính toán kết quả phân tích, đánh giá độ tin cậy của các kết quả đó.
Tất cả các bước trên đều có tầm quan trọng và liên quan mật thiết với nhau, không thể
bỏ qua và coi nhẹ bước nào.
Trong hóa học phân tích có nhiều loại phương pháp khác nhau để xác định hàm lượng

các chất. Song dựa vào bản chất của các phương pháp phân tích mà người ta chia thành các
nhóm chủ yếu sau:
- Nhóm các phương pháp hoá học: Phương pháp này người ta sử dụng chủ yếu các
phản ứng hoá học, thường gọi là các phản ứng phân tích và những dụng cụ thiết bị đơn giản
để phân tích các chất. Các phương pháp hoá học ra đời rất sớm, thường được dùng để xác
định những lượng lớn, lượng vừa và không quá nhỏ của các chất. Các phương pháp hoá học là
cơ sở để phát triển các phương pháp phân tích hiện đại sẽ được nói đến ngay sau đây và
không thể thiếu trong bất kì phòng thí nghiệm phân tích nào.
- Nhóm các phương pháp vật lí và hoá lí: Phương pháp này sử dụng các thiết bị máy
móc phức tạp để đo hoặc ghi những đại lượng vật lý và hoá lý như cường độ vạch quang phổ
phát xạ nguyên tử, cường độ phân rã phóng xạ hạt nhân nguyên tử, điện thế cân bằng,…, và
các đại lượng đó là đặc trưng cho bản chất phân tích hoặc là hàm số nồng độ của chất đó.
Nhóm các phương pháp vật lí và hoá lí thường được coi là các phương pháp phân tích công
cụ. Đa số các phương pháp thuộc nhóm này là các phương pháp hiện đại ra đời từ vài thập
niên gần đây, chúng đã và đang đáp ứng được những yêu cầu ngày càng cao của khoa học, kỹ
thuật và đời sống hiện đại. Sự ra đời và phát triển của của các phương pháp này là sự kết hợp
những thành tựu của khoa học phân tích, những thành tựu của hóa học với những thành tựu
rất rực rỡ của vật lý học hiện đại, tin học, điện tử và tự động hoá. Các phương pháp này có
một loạt ưu điểm nổi bật như cho phép xác định một cách tự động hoặc bán tự động những
lượng nhỏ hoặc cực nhỏ của các chất vô cơ hoặc hữu cơ, phân tích hàng loạt mẫu trong thời
gian rất ngắn. Trong nhiều trường hợp các công cụ hiện đại này còn cho phép xác định cấu
trúc các phân tử phức tạp.
Tuy nhiên để nắm vững đầy đủ nguyên lý, bản chất và sử dụng thành thạo các phương
pháp vật lí và hoá lí phải nắm vững cơ sở lí thuyết của các loại phản ứng phân tích và các
phương pháp hoá học của phân tích.
Do đó cơ sở lý thuyết chung của hóa học phân tích là lý thuyết về các phản ứng hóa
học dùng trong phân tích. Trong giáo trình này chủ yếu đề cập đến lý thuyết của các loại phản
ứng phân tích. Cuốn giáo trình được xây dựng trên cơ sở tham khảo các giáo trình về Hóa
phân tích xây dựng nên khung chương trình và nội dung chương trình đảm bảo tính hiện đại,
khoa học và phù hợp với sinh viên ngành Môi trường. Cuốn giáo trình giúp sinh viên có tư

duy học hóa học tốt, hiểu được bản chất của các phương pháp phân tích, biết cách áp dụng
sáng tạo các qui trình phân tích để giải quyết tốt các yêu cầu thực tiễn của nước ta cũng như
thu được kết quả tốt trong nghiên cứu khoa học.
Giáo trình gồm các phần sau:
Mục lục
Danh mục bảng, hình và chữ viết tắt
Phần Mở đầu
Nội dung chính: gồm 5 chương


Chương 1: Dung dịch và cân bằng hóa học
Chương 2: Dung dịch axit - bazơ
Chương 3: Phức chất trong dung dịch
Chương 4: Phản ứng tạo kết tủa
Chương 5: Cân bằng oxi hóa – khử
Phụ lục
Tài liệu tham khảo
Những đặc điểm mới của giáo trình
Giáo trình tổng hợp cơ sở lý thuyết về các loại phản ứng hóa học thường dùng trong
phân tích xảy ra trong dung dịch và cách tính cân bằng hóa học trong các dung dịch có xảy ra
các phản ứng trên
Giáo trình cập nhật các lý thuyết phù hợp với sinh viên ngành Môi trường.
Nội dung của giáo trình được trình bày ngắn gọn, lượng thông tin vừa đủ, câu văn dễ
hiểu phù hợp với đối tượng sử dụng giáo trình.
Hướng dẫn sử dụng giáo trình
Sinh viên sử dụng giáo trình làm tài liệu chính cho môn học “ Hóa học phân tích” và
“Cơ sở lý thuyết hóa học phân tích ”.
Sinh viên đọc giáo trình trước giờ học lý thuyết trên lớp và làm bài tập theo yêu cầu
của giáo viên sau mỗi giờ học.
Phân công các tác giả biên soạn các chương:

ThS. Bùi Thị Thư: Phần mở đầu, chương 2, 5
ThS. Trịnh Thị Thắm: Chương 1,3,4
Khi biên soạn giáo trình này không thể tránh khỏi những thiếu sót. Chúng tôi
mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô, các bạn đồng nghiệp và các em sinh
viên.

Tháng 10 năm 2011
Các tác giả