CHẤT CHỈ THỊ MÀU - HẰNG SỐ ĐIỆN LY ACID,BAZO YẾU

Ngày thực hành: 26/09/2018
Nhóm: 4
Họ và tên:
Võ Châu Hải My

16021621

Trương Thúy Ngọc

16028321

Trần Thị Diệu My

16019701

GVHD: Lê Thiết Hùng

BÀI 3: CHẤT CHỈ THỊ MÀU - HẰNG SỐ ĐIỆN LY ACID,
BAZO YẾU
1. Mục đích thí nghiệm
Xác định khoảng pH
Xác định hằng số điện ly của một acid - bazo yếu của dung dịch acid
hoặc bazo dựa vào các chất chỉ thị.
Biết độ nhạy chỉ thị và cơ sở lựa chọn chỉ thị.
2. Cơ sở lý thuyết
2.1. Chỉ thị
Chỉ thị acid/bazo là những acid/bazo hữu cơ có màu sắc thay đổi tuỳ
theo nồng độ H+ trong dd. Mỗi chỉ thị sẽ đổi màu ở 1 khoảng pH nhất
định và thông thường để chuyển hẳn từ màu này sang màu khác
khoảng pH đó gần bằng 2 đơn vị. Dưới đây là một số chỉ thị thường
dùng:

1


Bảng 3.1. Một số chỉ thị màu thông dụng
Chất chỉ thị

Màu dạng acid Phạm vi pH

Màu dạng base

Thymol xanh

Đỏ

1,2-2,8

Vàng

Methyl da cam

Đỏ

3,1-4,4

Vàng

Không màu

8-10

Hồng

Indigocarmin

Xanh

11,6-14

Vàng

Alizarin vàng R

Vàng

10,0-12,0

Đỏ

Metyl tím

Vàng

0-1,6

Xanh

Cresol đỏ

Đỏ

1,0-2,0

Vàng

Orang IV

Đỏ

1,4-2,6

Vàng

Phloxin B

Không màu

2,1-4,1

Hồng

2,3-Dinitrophenol

Không màu

2,8-4,0

Vàng

A-Naphtyl đỏ

Đỏ

4,0-5,6

Vàng

Metyl đỏ

Đỏ

4,8-6,0

Vàng

Không màu

5,4-6,6

Vàng

Bromthymol xanh

Vàng

6,0-7,6

Xanh

Brilliant yellow

Vàng

6,0-7,9

Vàng

Cresol đỏ

Vàng

7,0-8,8

Đỏ

Phenolphthalein

4-Nitrophenol

2


Chất chỉ thị

Màu dạng acid

2,6-Divanillydencyclohexanon

Phạm vi pH

Màu dạng base

Vàng

7,8-9,4

Đỏ

Không màu

8,4-9,6

Xanh

Thymolphetalein

Không màu

9,4-10,6

Xanh

Malachit xanh

Không màu

10,2-12,5

Không màu

Metyl xanh

Xanh

10,6-13,4

Tím

Vàng G

Vàng

11,5-14

Hồng

Không màu

11,7- 12,8

Vàng

Etyl-bis(2,4dinitrophenyl)axetat

2,4,6- Trinitrotoluen

Muốn dùng chỉ thị để xác định chính xác pH của một dd, người ta
kết hợp cùng một lúc nhiều chỉ thị có khoảng chuyển màu kế tiếp
nhau. Khi đó mỗi giá trị pH sẽ ứng 1 tổ hợp của nhiều màu. Càng
nhiều chỉ thị xác suất các tổ hợp màu đó trùng nhau càng ít. Do đó pH

đo được càng chính xác.
2.2. Hằng số điện ly của axit bazo yếu
Các acid/bazo yếu là các acid /bazo điện li kém khi hoà tan trong nước
nên trong dd chúng tồn tại cân bằng sau:
MOH  M+ + OH- (1)
HA  H+ + A- (2)
Khả năng phân ly được đặc trưng bởi hằng số điện ly:
a

=

Kb =
Từ phương trình phân ly (1) và (2) ta có [H+] = [A-] và [M+] = [OH-]
a

=

3


b

=

Nếu hằng số điện ly <10 -5 thì xem lúc cân bằng [HA] = C a là nồng độ
acid ban đầu.
Tương tự [MOH] = Cb.
a

=

b

=

2.3. Công thức tính pH
Với dung dịch acid mạnh: pH = -lg[H+]
Với bazo mạnh: pH = 14 + lgCb
Với acid yếu: pH = ½(pa - lgCa)
Với bazo yếu: pH = 7+ ½(pKa + lgCb) = 14 – ½(pKb + lgCb)
Trong đó:
pKa = -lgKa (Ka – hằng số điện ly của acid)
pKb = -lgKb (Kb – hằng số điện ly của bazo)
Với bazo thì Ka là hằng số acid của acid liên hợp với nó nên:
Ka. Kb = KH2O =10-14
3. Thực nghiệm
3.1. Dụng cụ
− Bình định mức 100ml: 2 cái

− Pipet 10ml: 1 cái

− Ống nghiệm: 40 cái

− Becher 250ml: 1 cái

3.2. Hóa chất
− HCl 0,1N
− NH4Cl 0,1N

− CH3COOH 0,1N

4


− Dung dịch X và Y có pH

− NH4OH 0,1N
− NaOH 0,1N
− CH3COONa 0,1N

chưa biết

5


3.3 Tiến hành thí nghiệm

3.3.1. Thí nghiệm 1. Lập thang màu – khoảng pH của dung dịch
acid
Dùng pipet 10 ml lấy 10 ml dd HCl cho vào ống 1
Lấy 1 ml dung dịch trong ống 1 và 9 ml nước cất cho vào ống 2
Lấy tiếp 1ml dung dịch trong ống 2 và 9 ml nước cất cho vào ống 3.
Lấy tiếp 1 ml dung dịch trong ống 3 và 9 ml nước cất cho ống 4. Ta
thu được lần lượt các dung dịch HCl 0,1N: 0,01N: 0,001N và 0,0001N.
Dùng pipet cho vào 8 ống nghiệm đã đánh dấu 1,2,3,4,1’,2’,3’,4’ một
lượng acid theo bảng sau:
Bảng 3.2: Nồng độ HCl và thể tích tương ứng với các cặp ống
nghiệm
Ống nghiệm
1 và 1’

2 và 2’

3 và 3’

4 và 4’

Thể tích acid (ml)

1

1

1

1

Nồng độ acid (N)

0,1

0,01

0,001

0,0001

Cho các ống 1,2,3,4 mỗi ống 1 giọt thymol xanh.
Cho các ống 1’, 2’, 3’, 4’ mỗi ống 1 giọt metyl da cam.

3.3.2 Thí nghiệm 2. Xác định khoảng pH của dung dịch acid X

bằng chỉ thị
Lấy 2 ống, mỗi ống cho 1ml dung dịch X.
Thêm vào ống 1 một giọt thymol xanh, ống 2 một giọt metyl da cam.
So sánh màu sắc 2 ống nghiệm này với các tổ hợp 2 màu của thang
đo pH, xác định khoảng pH của dung dịch X.
3.3.3 Thí nghiệm 3. Xác định hằng số điện ly của dung dịch acid

yếu
Làm giống thí nghiệm 2 để xác định khoảng pH của CH 3COOH 0,1N.
Xác định hằng số điện ly của dung dịch CH3COOH.
3.3.4 Thí nghiệm 4. Lập thang màu – khoảng pH của dung dịch

bazo
Tiến hành tương tự như cách tạo thang màu acid, chỉ thay dung dịch
HCl bằng dung dịch NaOH 0,1N
Cho các ống 5,6,7,8 mỗi ống một giọt indigocarmin, các ống 5’, 6’, 7’,
8’ mỗi ống một giọt alizarin vàng R.
Bảng 3.3. Nồng độ NaOH và thể tích tương ứng với các cặp ống
nghiệm
Ống nghiệm
5 và 5’

6 và 6’

7 và 7’

8 và 8’

Thể tích bazo, ml

1

1

1

1

Nồng độ, N

0,1

0,01

0,001

0,0001


3.3.5 Thí nghiệm 5. Xác định khoảng pH của dung dịch bazo Y

bằng chỉ thị
Lấy 2 ống nghiệm, cho vào mỗi ống 1ml dung dịch Y.
Thêm ống 1 một giọt indigocarmin, ống 2 một giọt alizarin vàng R.
So sánh màu sắc của hai ống nghiệm này với tổ hợp 2 màu của thang
đo pH
Xác định khoảng pH của dung dịch Y.

3.3.6. Thí nghiệm 6. Xác định hằng số điện ly của dung dịch
bazo yếu
Làm giống thí nghiệm 5 để xác định pH của dung dịch NH 4OH 0,1N
Xác định hằng số điện ly của bazo NH4OH.
4.

Kết quả thí nghiệm

4.1 Thí nghiệm 1. Lập thang màu – khoàng pH của dung dịch
acid
Bảng 3.4. Thang màu - khoảng pH của dung dịch acid

Nồng độ HCl (N)

0,1

0,01

0,001

0,0001

Chỉ thị thymol xanh

Đỏ

Đỏ cam

Vàng

Vàng nhạt


Chỉ thị metyl da camĐỏ đậm

Đỏ nhạt Da cam Vàng đậm

Hình 3.1 Màu khoảng pH của dung dịch acid
4.2 Thí nghiệm 2. Xác định khoảng pH của dung dịch acid X

bằng chỉ thị
Hiện tượng:
Ống nghiệm 1 (thêm thymol xanh): màu của dung dịch trong ống
nghiệm nằm giữa màu của ống 2 và 3 trong thang màu, kết luận ban
đầu khoảng pH của dung dịch trong khoảng 2 – 3.
Ống nghiệm 2 (thêm metyl da cam): màu của dung dịch trong ống
nghiệm nằm giữa màu của ống 2’ và 3’ trong thang màu, kết luận ban
đầu khoảng pH của dung dịch trong khoảng 2 – 3.
4.3 Thí nghiệm 3. Xác định hằng số điện ly của dung dịch acid
yếu
Hiện tượng:


Ống nghiệm 1 (thêm thymol xanh): màu của dung dịch trong ống
nghiệm nằm giữa màu của ống 3 và 4 trong thang màu, kết luận ban
đầu khoảng pH của dung dịch trong khoảng 3 – 4.
Ống nghiệm 2 (thêm metyl da cam): màu của dung dịch trong ống
nghiệm nằm giữa màu của ống 3’ và 4’ trong thang màu, kết luận ban
đầu khoảng pH của dung dịch trong khoảng 3 – 4.
4.4 Thí nghiệm 4. Lập thang màu – khoảng pH của dung dịch

bazo

Hình 3.2 Màu khoảng pH của dung dịch base

Bảng 3.5. Thang màu - khoảng pH của dung dịch bazo
Nồng độ NaOH (N)
Chỉ thị indigocarmin

0,1

0,01

0,001

0,0001

Xanh lục Xanh dươngXanh dương
Xanh dương
đậm
nhạt
đậm

Chỉ thị alizarin vàng RĐỏ đậm

Đỏ nhạt

Da cam

Vàng đậm

4.4 Thí nghiệm 5. Xác định khoảng pH của dung dịch bazo Y

bằng chỉ thị
Hiện tượng:
Ống nghiệm 1 (thêm indigocarmin): màu của dung dịch trong ống
nghiệm nằm giữa màu của ống 5 và 6 trong thang màu, kết luận ban
đầu khoảng pH của dung dịch trong khoảng 12 – 13.
Ống nghiệm 2 (thêm alizarin vàng R): màu của dung dịch trong ống
nghiệm nằm giữa màu của ống 5’ và 6’ trong thang màu, kết luận ban
đầu khoảng pH của dung dịch trong khoảng 12 – 13.
4.5 Thí nghiệm 6. Xác định hằng số điện ly của dung dịch bazo

yếu
Hiện tượng:
Ống nghiệm 1 (thêm indigocarmin): màu của dung dịch trong ống
nghiệm nằm giữa màu của ống 6 và 7 trong thang màu, kết luận ban
đầu khoảng pH của dung dịch trong khoảng 11 – 12.
Ống nghiệm 2 (thêm alizarin vàng R): màu của dung dịch trong ống
nghiệm nằm giữa màu của ống 6’ và 7’ trong thang màu, kết luận ban
đầu khoảng pH của dung dịch trong khoảng 11 – 12.


5.

Tính toán – xử lý số liệu

5.1 Thí nghiệm 1. Lập thang màu – khoảng pH của dung dịch

acid

HCl 0,1N  pH = -lg 0,1 = 1
HCl 0,01N  pH = -lg 0,01 = 2
HCl 0,001N  pH = -lg 0,001 = 3
HCl 0,0001N  pH = -lg 0,0001 = 4
Từ các giá trị pH cùng với màu sắc thu được khi cho các chỉ thị vào ta
sẽ lập được bảng thang màu.
5.2 Thí nghiệm 3. Xác định hằng số điện ly của dung dịch acid

yếu
Hằng số điện ly của dung dịch CH3COOH:
5.3 Thí nghiệm 4. Lập thang màu – khoảng pH của dung dịch

bazo
NaOH 0,1N pH = 14 – lg 0,1 = 13
NaOH 0,01N pH = 14 – lg 0,01 = 12
NaOH 0,001N pH = 14 – lg 0,001 = 11
NaOH 0,0001N pH = 14 – lg 0,0001 = 10
Từ các giá trị pH cùng với màu sắc thu được khi cho các chỉ thị vào ta
sẽ lập được bảng thang màu
5.4 Thí nghiệm 6: Xác định hằng số điện ly của dung dịch bazo
yếu
Hằng số điện ly của dung dịch NH4OH:


6 Trả lời câu hỏi
Câu 1: Anh (chị) hãy cho biết hằng số điện ly Ka, Kb phụ thuộc vào yếu
tố nào gì?
Hằng số điện ly Ka, Kb về bản chất là hằng số cân bằng, nó không đổi
và phụ thuộc vào bản chất chất tan, dung môi, nhiệt độ.
Câu 2: Anh (chị) hãy cho biết nguyên tắc của phương pháp dùng chỉ

thị để xác định pH của một dung dịch?
Nguyên tắc của phương pháp dùng chỉ thị để xác định pH của một
dung dịch:
Mỗi chỉ thị sẽ đổi màu ở một khoảng pH nhất định và thông thường để
chuyển hẳn từ màu này sang màu kia, khoảng pH đó gần bằng 2 đơn
vị.
Người ta kết hợp cùng một lúc nhiều chỉ thị có khoảng chuyển màu kế
tiếp nhau.
Câu 3: Anh (chị) hãy cho biết tại sao người ta thưởng sử dụng
phenolphtalein làm chỉ thị trong chuẩn độ?
Người ta thưởng sử dụng phenolphtalein làm chỉ thị trong chuẩn độ tại
vì phenolphtalein là chỉ thị có màu thay đổi trong khoảng pH từ 8 – 10,
sự thay đổi màu rõ rệt từ không màu sang hồng hoặc ngược lại khi cho
dư 1 giọt dung dịch chuẩn, không có chất chỉ thị nào có khoảng pH đổi
màu tại pH = 7, nên chọn phenolphtalein làm chất chỉ thị trong phản
ứng trung hòa.
Câu 4: Anh (chị) hãy cho biết khi nào sử dụng hỗn hợp các chỉ thị?
Muốn dùng chỉ thị để xác định chính xác pH của một dung dịch, người
ta kết hợp cùng một lúc nhiều chỉ thị có khoảng chuyển màu kế tiếp


nhau. Khi đó, mỗi giá trị pH sẽ ứng với một tổ hợp của nhiều màu.
Càng nhiều chỉ thị thì xác suất các tổ hợp màu đó trùng nhau càng ít.
Do đó, pH được đo càng chính xác.
Câu 5: Anh (chị) hãy cho biết kết quả thí nghiệm:
a.

Lập thang màu- khoảng pH của dung dịch acid
Bảng 3.4. Thang màu - khoảng pH của dung dịch acid
Thể tích HCl (ml)

1

1

1

1

Nồng độ HCl (N)

0,1

0,01

0,001

0,0001

Chỉ thị thymol xanh

Đỏ

Đỏ cam

Vàng

Vàng nhạt

Chỉ thị metyl da camĐỏ đậm Đỏ nhạt Da cam Vàng đậm

Xác định khoảng pH của dung X bằng chỉ thị
Hiện tượng:
Ống nghiệm 1 (thêm thymol xanh): màu của dung dịch trong ống
b.

nghiệm nằm giữa màu của ống 2 và 3 trong thang màu, kết luận ban
đầu khoảng pH của dung dịch trong khoảng 2 – 3.
Ống nghiệm 2 (thêm metyl da cam): màu của dung dịch trong ống
nghiệm nằm giữa màu của ống 2’ và 3’ trong thang màu, kết luận ban
đầu khoảng pH của dung dịch trong khoảng 2 – 3.
c. Xác định hằng số điện ly của dung dịch acid yếu
Hiện tượng:
Ống nghiệm 1 (thêm thymol xanh): màu của dung dịch trong ống
nghiệm nằm giữa màu của ống 3 và 4 trong thang màu, kết luận ban
đầu khoảng pH của dung dịch trong khoảng 3 – 4.
Ống nghiệm 2 (thêm metyl da cam): màu của dung dịch trong ống
nghiệm nằm giữa màu của ống 3’ và 4’ trong thang màu, kết luận ban
đầu khoảng pH của dung dịch trong khoảng 3 – 4.
d.

Xác định khoảng pH của dung dịch bazo Y bằng chỉ thị
Bảng 3.5. Thang màu - khoảng pH của dung dịch bazo


Thể tích NaOH (ml)

1

1

1

1

Nồng độ NaOH (N)

0,1

0,01

0,001

0,0001

Xanh lụcXanh dương Xanh dương
Chỉ thị indigocarmin
Xanh dương
đậm
nhạt
đậm
Chỉ thị alizarin vàng R
Đỏ đậm
e.

Đỏ nhạt

Da cam

Vàng đậm

Xác định khoảng pH của dung dịch bazo Y bằng chỉ thị

Hiện tượng:
Ống nghiệm 1 (thêm indigocarmin): màu của dung dịch trong ống
nghiệm nằm giữa màu của ống 5 và 6 trong thang màu, kết luận ban
đầu khoảng pH của dung dịch trong khoảng 12 – 13.
Ống nghiệm 2 (thêm alizarin vàng R): màu của dung dịch trong ống
nghiệm nằm giữa màu của ống 5’ và 6’ trong thang màu, kết luận ban
đầu khoảng pH của dung dịch trong khoảng 12 – 13.
f.

Xác định hằng số điện ly của dung dịch bazo yếu :

7. Bàn luận – Kết luận
Trong thực tế, dùng chất chỉ thị để xác định môi trường là axit, bazo
hay trung tính, tức là xác định được pH của dung dịch. Từ đây mới có
cơ sở để xử lý môi trường thích hợp tùy theo mục đích của mình.
Qua bài thí nghiệm ta có thể lập được thang màu – khoảng pH của
dung dịch acid, base và nhận biết được màu của một số chỉ thị. Thông
qua bảng thang màu có thể xác định được pH của dung dịch ở từng thí
nghiệm và tính được hằng số điện ly của từng dung dịch. Tuy nhiên
bảng thang màu có tính chính xác tương đối vì quan sát màu sắt bằng
mắt thường và trong quá trình thí nghiệm có sự sai lệch về nồng độ
hóa chất.