chuyên đề thí nghiệm thực hành hoá học: giới thiệu về phương pháp sắc ký

II. Chun đề Thí nghiệm thực hành Hố học:
GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ
TS. Vi Anh Tuấn
Trường THPT Chuyên KHTN- ĐHKHTN –ĐHQG HÀ NỘI
Sắc ký là quá trình tách dựa trên sự phân bố liên tục các cấu tử chất phân tích lên hai
pha. Một pha đứng n, có khả năng hấp thu chất phân tích được gọi là pha tĩnh, một pha di
chuyển qua pha tĩnh gọi là pha động. Do các cấu tử chất phân tích có ái lực khác nhau với pha
tĩnh nên chúng di chuyển với tốc độ khác nhau và tách ra khỏi nhau.
Ví dụ thí nghiệm của Txvet được tiến hành như sau: Hoà tan các sắc tố thực vật trong ete
dầu hỏa, sau đó nạp một lượng nhỏ vào cột đã nhồi bột CaCO 3. Tiếp theo, cho liên tục ete dầu hỏa
tinh khiết đi qua cột, sau một thời gian nhất định sắc tố thực vật đã tách thành các giải riêng biệt.
Sau này, người ta biết được đó là các α-Clorophyl, β-Clorophyl, α-Xantophyl, β- Xantophyl ...,
chúng là các chất màu nên khi tách chúng tạo thành các giải màu khác nhau, vì vậy, Txvet gọi nó là
"Chromatography". Theo tiếng Hy Lạp, "Chroma" có nghĩa là màu, cịn "Graphy" là có nghĩa là
ghi, danh từ đó được sử dụng cho tới ngày nay để chỉ phương pháp sắc ký.
1 Phân loại các phương pháp sắc ký
Có nhiều tiêu chí để phân loại các phương pháp sắc ký, trong đó tiêu chí được sử dụng
nhiều nhất là phân loại theo hệ pha, tức là chất phân tích phân bố giữa hai pha gỡ?
SK khí- rắn
Sắc kí khí
SK khí-lỏng
SK điện di mao quản
PHƯƠNG PHáP SắC Ký
HPLC

SK phân bố lỏng- lỏng
SK rắn- lỏng

Sắc kí láng
SK ph¼ng

SK giÊy
SK líp máng

Hình 1 Phân loại các phương pháp sắc ký
2 Các lực liên kết trong hệ sắc ký
Trong hệ sắc ký có 3 thành phần chủ yếu quyết định sự tồn tại của hệ: chất phân tích,
pha tĩnh và pha động. Chúng tương tác với nhau, tạo nên sự phân bố cần thiết, giúp cho sự di
chuyển các chất phân tích dọc theo chiều dài cột với tốc độ khác nhau. Vấn đề được đặt ra là
ba thành phần này tương tác như thế nào, bằng các lực liên kết nào, mà kết quả là các chất
phân tích phân bố vào pha tĩnh ở mức độ khác nhau? Câu trả lời là do bản chất của các thành
phần trong hệ sắc ký nói trên. Chất phân tích có thể là các ion, phân tử trung hồ hay các chất
phân cực; đối tượng tác động của nó cũng có thể là ion, phân tử trung hồ hay chất phân cực.
Từ đó chúng tương tác với nhau theo các lực liên kết khác nhau. Người ta chia các lực liên kết
thành 4 loại:
a) Lực liên kết ion
Trên bề mặt pha tĩnh có các trung tâm hoạt động là ion, đó là các phân tử có khả năng phân
ly tạo thành các ion tạo nên các trung tâm hoạt động ion. Chúng tham gia liên kết với các ion chất
phân tích trong dung dịch theo lực tương tác tĩnh điện gọi là liên kết ion. Để giữ các anion chất
phân tích trong dung dịch, pha tĩnh cần có các trung tâm cation trên bề mặt, và ngược lại, để giữ
các cation chất phân tích trong dung dịch, pha tĩnh cần có các trung tâm anion.

187


Cũng tương tự, pha động cũng có các trung tâm hoạt động là các ion, chúng tham gia
tương tác với chất phân tích và pha tĩnh. Chúng có khả năng phân li trong dung dịch tạo thành
các cation và anion. Thí dụ khi rửa giải các ion kim loại trên cột cationit, ta có thể dùng pha
động là dung dịch HCl lỗng.
b) Lực phân cực
Trong phân tử chất phân tích, chất rửa giải trong pha động cũng như các phân tử trên bề

mặt pha tĩnh có các trung tâm phân cực. Chúng có thể là các lưỡng cực điện cố định, cũng có
thể là những lưỡng cực điện do cảm ứng. Chúng tham gia liên kết với các phân tử phân cực
khác bằng lực liên kết phân cực. Sự phân cực trong các phân tử đôi khi rất nhỏ và sự chênh
lệch về độ phân cực cũng rất nhỏ. Tuy nhiên, sự chênh lệch này là yếu tố rất quan trọng để độ
bền liên kết khác nhau, đó là điều cần thiết để phân chia chúng trong các phép tách sắc ký.
Thí dụ: các chất đồng phân o-, m- và p-cresol chỉ khác nhau về vị trí của nhóm CH 3trong phân tử. Chính nhờ sự khác nhau về vị trí này làm cho mật độ electron trong phân tử của
các cresol khác nhau tạo nên một sự khác biệt nhỏ về độ phân cực, từ đó lực liên kết phân cực
với pha tĩnh khác nhau, là nguyên nhân chênh lệch về thời gian lưu trong quá trình sắc ký.
c) Lực phân tán (lực Van-de-van)
Lực này có bản chất điện, tuy nhiên khơng hề có cực điện trong mạng lưới phân tử,
cũng không liên quan tới phân tử lưỡng cực cảm ứng hay cố định. Tương tác phân tán điển
hình là giữa các mạch hyđrơ cacbon, nó là tương tác phân tử.
Thí dụ: n-heptan là chất lỏng chứ khơng phải khí vì sự tương tác giữa các phân tử nheptan là lực phân tán đủ lớn để giữ chất này ở trạng thái lỏng. Để tách các hyđrô cac bon
người ta có thể dùng hyđrơ cacbon khác làm pha tĩnh.
d) Lực tương tác đặc biệt
Lực tương tác đặc biệt là lực tạo thành do các liên kết hydro, liên kết cho nhận mà có.
Sự hình thành liên kết giữa các nguyên tử hydro và các nguyên tử có độ âm điện cao
như O, N, F...tạo thành liên kết hidro. Khi tham gia liên kết, các electron còn gọi là "đám mây
electron" chuyển dịch sang nguyên tử có độ âm điện cao. Như vậy các nguyên tử của nguyên
tố có độ âm điện càng cao, liên kết hydro càng bền chặt. Người ta nhận thấy năng lượng liên
kết giảm theo dãy sau đây:
FH ... F > OH ... O > NH ... N > CH ... C
Như vậy lực tương tác của các phân tử trong hệ sắc ký gồm: lực ion, lực phân cực, lực
phân tán và lực tương tác đặc biệt. Các lực này đối với các chất khác nhau có giá trị khác nhau
và quyết định đối với quá trình tách sắc ký.
3 Một số đại lượng dùng trong sắc ký
3.1 Hệ số phân bố KD
Cấu tử A phân bố giữa pha tĩnh và pha động theo một cân bằng:
Ađ
At

Hệ số phân bố được định nghĩa là tỷ số của nồng độ chất phân tích giữa hai pha:

KD =

[ A]t
[ A]đ

(1)

3.2 Sự liên hệ giữa tốc độ di chuyển của chất phân tích và KD
Chất phân tích A muốn di chuyển được nó phải ở pha động. Gọi f A là phần mol chất A
ở pha động:
sè mmol chÊt A trong pha ®éng
[ A]đ Vđ
fA =
=
[ A]đ Vđ + [ A]t Vt
sè mmol chÊt A trong toµn cét
Chia cả tử số và mẫu số cho [A]đVđ ta có:

188


fA =

'
kA = KD

1
1+ KD

Vt
Vđ

=

1
'
1+ kA

(2)

Vt
được gọi hệ số dung tích. Tốc độ tuyến tính của cấu tử A trong pha động là:
Vđ
1
u A = u. f A = u
(3)
'
1+ kA

trong đó u là tốc độ tuyến tính của pha động (cm/s). Từ biểu thức (3) ta thấy khi K D hoặc kA’
càng lớn, thời gian chất phân tích ở trong pha động càng ít, nói một cách khác là chất phân tích
di chuyển càng chậm, ngược lại khi k' càng nhỏ, chất phân tích di chuyển càng nhanh.
3.3 Thời gian lưu tR, thời gian lưu hiệu chỉnh t'R
Thời gian lưu tR là thời gian tính từ lúc bắt đầu bơm mẫu vào đầu cột tới khi pic đạt giá
trị cực đại.

t RA

'
L L(1 + k A )
=
=
uA
u

(4)

tm = L/u là thời gian cấu tử không lưu giữ trên cột, hay còn gọi là thời gian chết.
(4) =>

'
t RA = t m (1 + k A )

(5)

3.4 Thể tích lưu VR
Thể tích lưu VR là thể tích của dung dịch rửa giải tính từ khi bắt đầu bơm mẫu vào cột
tới khi pic đạt giá trị cực đại. Gọi F là tốc độ chảy của pha động (ml/ phút). Khi đó thể tích lưu
VR được tính theo cơng thức:
VRA = t RA F
(6)
3.5 Hệ số tách α
Hệ số tách α là đại lượng đánh giá khả năng tách 2 chất bằng phương pháp sắc ký. Nó
phụ thuộc vào hệ số phân bố của 2 chất đó vì vậy là tỷ số của hệ số phân bố của 2 chất. Một
chất phân tích A và một chất khác B hoặc một chất chuẩn.
Điều kiện cần thiết để hai chất A và B tách khỏi nhau là α ≠ 1
'
K DA k A

α=
= '
K DB k B

(7)

3.6 Sắc đồ
Sắc đồ là đường biểu diễn sự phụ thuộc diện tích (S) hoặc chiều cao (h) tín hiệu đo
được có thể là độ hấp thụ quang, cũng có thể là độ dẫn điện, hoặc tần số xung điện… liên quan
chặt chẽ tới nồng độ chất phân tích có trong mẫu vào thời gian. Các tín hiệu này được gọi là
"pic"sắc ký. Để tính tốn hàm lượng chất phân tích, tính diện tích píc sắc ký là chính xác nhất.
Ngày nay, hầu hết các máy hiện đại đều được trang bị các thiết bị tính diện tích của píc sắc ký
một cách tự động.
3.7 Đĩa lý thuyết và xác định số đĩa lý thuyết bằng thực nghiệm
Đĩa lý thuyết là phần nào đó của cột mà ở đó cân bằng được thiết lập.
Gọi n là số đĩa lý thuyết, σ là độ lệch chuẩn; σ ∼ n . Đối với cột sắc ký thì n càng
lớn thì pic càng hẹp. Thời gian lưu tỷ lệ với n : tR ∼ n, nên ta có thể viết:
tR
n
=
hay
n = (tR / σ)2
σ
n
Mặt khác
w = 4σ hay σ = w / 4

189

Hình 2: Các đại lượng xác định số đĩa lý thuyết của cấu tử A
Số đĩa lý thuyết n có thể viết lại là:
2

 t
t 
n = 16 R  = 5,54 R
w
w
 1/ 2






2

(8)

3.8 Độ phân giải, cách làm tăng độ phân giải
Độ phân giải (R) nói lên mức độ tách các cấu tử khỏi nhau trong một phép tách sắc ký.
Hai cấu tử A và B được tách khỏi nhau càng triệt để, độ phân giải càng cao. Độ phân giải được
đánh giá qua các đại lượng đặc trưng riêng là: thời gian lưu, tRA, tRB, độ rộng pic WA,WB.
2(t RB − t RA )
R=
(9)
WA + WB
Trong đó: tRB - tRA = ∆tR là sự chênh lệch thời gian lưu (cũng có thể dùng thể tích lưu
VRA- VRB) của 2 cấu tử A và B. Đại lượng này được so sánh với tổng bán chiều rộng píc, đo

bằng giây hoặc ml nói lên khả năng tách của cột.
Khi R=1, hai cấu tử A và B mới tách khỏi nhau đạt 95% nghĩa là còn 2,5% của A còn ở
trong B , 2,5% B ở trong A.
Khi R= 1,5 thì hai cấu tử A và B đã tách khỏi nhau đạt 99,8 % có nghĩa là cịn 0,1% A
ở trong B và ngược lại.
Khi tăng chiều dài cột, số đĩa lý thuyết tăng:
tR ∼ n, chiều rộng pic tỉ lệ với n
n
R∼
hay R ∼ L
n
Thí dụ khi tăng gấp đôi chiều dài cột, độ phân giải mới R' sẽ là: R' = 2 R
4 Một số phương pháp sắc ký cổ điển
4.1 Sắc kí giấy
Phương pháp sử dụng vật liệu chất mang là giấy còn pha tĩnh là chất lỏng trên bề mặt giấy.

Hình 3: Sắc kí giấy

190


Giấy là một vật liệu đặc biệt bao gồm những sợi xenlulozơ trên đó có những nhóm -OH
phân cực cho nên nó là vật liệu ưa nước. Khi tẩm bằng nước, trên bề mặt giấy có một lớp nước
mỏng, phân cực làm pha tĩnh cũn pha động là dung môi khơng phân cực. Đây là loại sắc kí
phân bố L-L. Theo quan niệm thông thường pha tĩnh phân cực cũn pha động khơng phân cực là
sắc kí pha thường
Nếu tẩm ướt giấy bằng dung mơi hữu cơ ít phân cực cũn pha động là dung mơi phân
cực Thí dụ H2O thỡ trong trường hợp này là sắc kí pha ngược.
4.2 Sắc kí lớp mỏng
Sắc kí lớp mỏng là khái niệm đưa ra phương pháp sử dụng lớp mỏng pha tĩnh phủ trên

một bản mỏng bằng thuỷ tinh hay plastic. Pha động là các dung mơi khác nhau có thể là phân
cực hoặc không phân cực hoặc dung dịch đệm.
Trong sắc kí lớp mỏng pha tĩnh rất đa dạng: chất hấp phụ, trao đổi ion, chất rây phân tử
và ngoài ra người ta cũn tẩm các dung mụi khỏc nhau trờn chất mang rắn. Do đó cơ chế tách
cũng có thể là hấp phụ, trao đổi ion, rây phân tử hoặc phân bố. Nói cách khác, sắc ký lớp mỏng
có đầy đủ 4 cơ chế tách tuỳ thuộc vào pha tĩnh sử dụng.
Sau khi phủ lớp pha tĩnh lên bản mỏng, nạp chất phân tích vào một phía của bản mỏng
sau đó cho bản mỏng tiếp xúc với pha động ở phía gần mẫu nhất, tốt nhất là thực hiện trong hệ
kín, khơng khí bóo hồ pha động. Sau một thời gian nhất định, lấy bản mỏng ra cho hiện chất
phân tích. Tiến hành định tính và định lượng chất phân tích. Đại lượng đánh giá sự di chuyển
của chất tan trong sắc kí lớp mỏng cũng tương tự như trong sắc kí giấy.
4.3 Phát hiện các chất phân tích trên bản mỏng và giấy
Các chất phân tích đơi khi khơng có màu, và nếu có màu thường rất nhạt và không rừ.
Để thể hiện được mẫu trên giấy hoặc bản mỏng, ta áp dụng một vài nguyên tắc sau:
- Tận dụng tính chất của các chất có khả năng phát huỳnh quang, xác định trực tiếp chất sau
khi dùng ánh sáng kích thích.
- Đưa thêm các chất chỉ thị huỳnh quang và dùng ánh sáng tử ngoại (UV) chiếu vào để ghi
nhận mẫu (thường sẽ có màu xanh). Đú là các dẫn xuất của piren, fluorexein, morin hay
rodamin B. Đối với sắc kí bản mỏng có thể áp dụng cách:
- Phun các chất oxi hoá mạnh như HNO3, KMnO4 hay H2SO4 đặc vào để oxi hoá các chất hữu
cơ, sẽ có các điểm bị oxihố và chuyển sang màu đậm là chất phân tích.
- Đưa các thuốc thử đặc biệt vào như ninhydrin để hiện -NH 2. Sử dụng các chất tạo phức màu
làm cho kim loại có thể nhìn thấy.
3.4 Ứng dụng của sắc kí lớp mỏng
Sắc ký lớp mỏng có thể áp dụng trong cơng nghiệp, sinh học, lâm sàng hay phân tích
các dược phẩm.
a) Phân tích các cation kim loại: Ni2+, Co2+ , Cu2+ , Fe3+, Hg2+, Cd2+
-Pha động: axeton 5%, HCl 8% trong nước; thuốc hiện: 8-oxiquynolin.
-Phân tĩnh: Glucozơ.
b) Tách các amin

-Pha động: Butanol: CH3COOH : H2O = 4:1:5; Thuốc hiện: Ninhydrin 0,2% trong axeton
khan.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Douglas A. Skoog, F.James Holler, Stanley R. Crouch, Principles of Instrumental
Analysis, six edition, Canada, 2007.

191


GIẢNG DẠY THỰC HÀNH VỀ CHUẨN ĐỘ GIÁN TIẾP
(CHUẨN ĐỘ NGƯỢC)
Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong TP Hồ Chí Minh

LỜI NGỎ
Hố học phân tích là một ngành học rất quan trọng của bộ mơn trong hố học. Dựa vào
hố phân tích người ta có thể xác định được thành phần và hàm lượng các nguyên tố có trong
mẫu vật cần nghiên cứu.
Hố học phân tích được chia làm 2 phần chính:
- Phân tích định tính: tìm xem có bao nhiêu cấu tử (nguyên tố, phân tử hoặc ion) trong
mẫu nghiên cứu.
- Phân tích định lượng: xác định chính xác hàm lượng của các cấu tử có trong mẫu
nghiên cứu.
Để xác định hàm lượng của các cấu tử trong mẫu nghiên cứu có thể sử dụng nhiều
phương pháp khác nhau, trong đó có phương pháp phân tích thể tích.
Trong chương trình phổ thơng có đề cập đến chuẩn độ axit – bazơ nhưng chưa cho học
sinh biết cách thiết lập phương trình đường chuẩn độ, cách xây dựng đường chuẩn độ dựa trên
đó học sinh có thể chọn chất chỉ thị thích hợp trong q trình chuẩn độ từ đó xác định hàm
lượng của mẫu nghiên cứu chính xác.
Phần trình bày này, chỉ đề cập đến một số khái niệm và cách xác định nồng độ của một
số axit, bazơ thường gặp bao gồm 3 phần:

- Phần 1: Lý thuyết
- Phần 2: Thực hành
- Phần 3: Một số bài tập tham khảo
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 mơi 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 khơng 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.

192


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 V X (mL) dung dịch cần chuẩn X có chứa chất
chỉ thị thích hợp cho đến khi phản ứng xảy ra hồn tồn. Ghi thể tích dung dịch R tiêu tốn (V R
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

HCO
Theo phương trình phản ứng: nNaOH = 2n
⇒
CM(NaOH)VNaOH = 2CM( H C O )V H C O
2

2

4

2

2

4

2

2

4

1
,2600 25.10−3
CM(NaOH) x 12,58.10-3 = 2 x 126,00 . 500.10−3
2
1
,2600 25.10−3
CM(NaOH) = 12,58.10−3 . 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 V R’
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 khơng 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 NH 4SCN 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

(AgNO3 )

3

CM(NaCl)

=

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

CM(AgNO ).V
3

(AgNO3 )

CM(NH SCN).V(NH SCN)

_

4

V

(NaCl)

193

4

4


⇒

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 iơt 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:
22S2O3 + I3  S4O2- + 3I→
(2)
6
Theo phương trình (2) ta có: nI- = 2nS O23

2 3

Theo phương trình (1) ta có: 2nCu2+
nCu2+ = nS O2⇒

=

nI-

3

2 3

⇒
⇒

mCu2+ = 15,65 . 0,0950 . 64 = 0,0952 (g)
1000
0,0952 .100%
%Cu = 1
= 8,81%
,080

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)
¬


→ Ind+ + OHIndOH ¬ 
(b)

- Nếu nồng độ của chúng hơn kém nhau không quá 10 lần ⇒ mắt ta thấy sự tồn tại của cả 2
dạng màu.

194


-

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
Vàng
- Khi pH giảm (nghĩa là nồng độ H+ tăng):cân bằng chuyển dịch về phía trái ⇒ nồng độ
C
HInd tăng đến khi CHInd ≥ 10, dung dịch có màu đỏ.
Ind-

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

Metyldacam
(Heliantin)

Nước

Màu
dạng Màu
dạng Khoảng pH
axít
bazơ
màu
Đỏ hồng
vàng
3,1 – 4,4

Bromphenol xanh

Nước

Vàng

Nâu tím

3,0 – 4,6

Brom crezol lục

Nước

Vàng

Xanh

3,8 – 5,4

Metyl đỏ

Nước

Đỏ hồng

Vàng

4,4 – 6,2

Brom thymol xanh

Nước

Vàng

Xanh

6,2 – 7,6

Phenol đỏ

Nước

Vàng

Đỏ

6,4 – 8,0

Thymol xanh

Nước

Vàng

Xanh

8,0 – 9,6

Phenolphtalein

Rượu 70%

Không màu

Đỏ

8,0 – 9,8

Thymolphtalein

Rượu 90%

Không màu

Xanh

9,4 – 10,6

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 V0 (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).
→
* Phản ứng chuẩn độ:
H+ + OH-  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.
pH = - lg[H+] = - lg
- Tại điểm tương đương: dung dịch là dungC0V0 – CV BA (muối được tạo bởi axit mạnh
dịch muối
HA và bazơ mạnh BOH).
V0 + V
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

195

đổi


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.
→
Giải :
Phương trình chuẩn độ: H+ + OH-  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.
0,1.20 - 0,1.19,98
pH = - lg[H+] = - lg
= 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.
0,1.20,02 - 0,1.20
pH = 14 – pOH = 14 + lg
= 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)
%q
[H ]
pH
0,00
-100
1
10-1
18,00
-10
2,3
5.10-3
19,80
-1
3,3
5.10-4
19,98
-0,1
4,3
5.10-5
20,00

0

10-7

7

.

Điểm tương đương

20,02
+0,1
9,7
2.10-10
20,20
+1
10,7
2.10-11
22,00
+10
11,7
2.10-12
VNaOH
40,00
+100
12,5
3.10-13
* 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)

196


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
ln 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
- Tại điểm tương đương: dung dịch là dung dịch BA. V0 + V
pH = - lg[H+] = - lg 10-7 = 7
- Sau điểm tương đương: dung dịch hỗn hợp gồm BA và HA dư.
pH = - lg
CV – C0V0

Ví dụ: Vẽ đường chuẩn độ trong trường hợp chuẩn độ 20 mL dung dịch NaOH 0,1M bằng
V0 + V
dung dịch HCl 0,1M

197


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).

→
* Phản ứng chuẩn độ:
HA + OH- ¬  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
C V - CV
CV
CA = 0 0 + V
CB = V + V

V0
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 công thức tính pH của dung
10-14
dịch bazơ yếu A- có hằng số bazơ Kb = K .
a
pH = 14 - pOH = 14 - ½ (pKb – lgCB)

198


CV
CV
CB = V 0+ 0 = V + 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 cơng thức tính pH của dung dịch bazơ mạnh
pH = 14 - pOH = 14 + lg CB
CV - C V
CB = V + 0V 0
0
Ví dụ: Vẽ đường chuẩn độ trong trường hợp chuẩn độ 20 mL dung dịch CH 3COOH 0,1M;
hằng số axit Ka = 10-4,75 bằng dung dịch NaOH 0,1M.
Bảng 2:
Đường chuẩn độ CH 3COOH
0,1M
bằng NaOH 0,1M

+
VNaOH (mL)
%q
[H ]
pH
-3
0,00
-100
1,33.10
2,9
18,00
-10
1,98.10-6
5,7
-7
19,80
-1
1,80.10
6.7
19,98
-0,1
1,78.10-8
7,7
Điểm tương đương

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 q trình
chuẩn độ là V (mL).

→
* Phản ứng chuẩn độ:

H+ + BOH ¬  B+ + H2O

* Phương trình đường chuẩn độ:
- Trước khi chuẩn độ: dung dịch là dung dịch bazơ yếu BOH có C0(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
C V - CV
CV
CB = 0 0 + V
CA = V + V
V0
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 cơng thức tính pH của
10-14
dung dịch axit yếu B+ có hằng số axit Ka = K
b
pH = - lg[H+] = ½ (pKa – lgCA)
CV
CV
CA = V 0+ 0 = V + 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 cơng thức tính pH của dung dịch bazơ mạnh .

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

199


CV - C0 V0
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
CA =

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 Ka hoặc Kb của axit hoặc bazơ càng yếu càng lớn thì pH tại
điểm tương đương lệch về phía mơi 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 CH 3COOH 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 q 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 cơng thức hố 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 tốn lượng chất gốc cần thiết cho q trình điều chế dung dịch chuẩn.

200


-

Dùng cân phân tích có độ chính xác 0,1 mg cân chình xác lượng chất gốc đã tính.
Hồ tan và chuyển vào bình định mức có thể tích bằng thể tích dung dịch chuẩn cần
điều chế, rồi thêm dung mơi 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

2 2 4

= 0,5 . 0,1 . 126 = 6,3 (gam)

-

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 tồn 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 tốn 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 mơi 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
- 3 cốc thuỷ tinh 250mL

201


2. Hố 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
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 =
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 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 NaOH.
Nhận xét.

Dd NaOH 0,1M

Dd HCl 20mL
Chất chỉ thị

Dd HCl 0,1M

Dd NaOH 20mL
Chất chỉ thị

CHUẨN ĐỘ AXIT YẾU BẰNG BAZƠ MẠNH VÀ
CHUẨN ĐỘ BAZƠ YẾU BẰNG AXIT MẠNH
I. Dụng cụ - hố 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:

Dd NaOH 0,1M

Dd HCl 0,1M

Dd CH3COOH 20mL
Chất chỉ thị

Dd NH3 20mL
Chất chỉ thị

202


Dùng pipette lấy chính xác 20mL dung dịch CH 3COOH
(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.

Tính nồng độ dung dịch CH3COOH.
Nhận xét.
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 đổi Độ chuyển màu
màu pH
Metyl da cam
3,2 – 4,4
Đỏ - Da cam
Metyl đỏ
4,2 – 6,2
Đỏ - Vàng
Brom thymol
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 cơng thức sau:
pH = ½ (4,75 – lg 0,1000) = 2,88
- pH sau khi thêm 10 mL dung dịch NaOH: dung dịch gồm CH 3COOH
dư và CH3COONa nên dung dịch là hệ đệm pH.
50,00 . 0,1000 - 10,00 . 0,1000
= 0,0667 (M)
60
10,00 . 0,1000
[CH3COO-] =
= 0,0167(M)
60

[CH3COOH] =

0,0667

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

203


- pH sau khi thêm 49,95 mL dung dịch NaOH: dung dịch gồm CH 3COOH dư và
CH3COONa nên dung dịch là hệ đệm pH.
50,00 . 0,1000 - 49,95 . 0,1000
[CH3COOH] =
= 8,3333.10-5 (M)
60
49,95 . 0,1000
[CH3COO-] =
= 0,08325(M)
60
8,3333.10-5
pH = 4,75 - lg 0,08325 = 7,75
- pH sau khi thêm 50,00 mL dung dịch NaOH: dung dịch là dung dịch CH 3COONa. pH của
dung dịch được xác định theo cơng thức tính pH của dung dịch bazơ yếu CH 3COO- có hằng
10-14
số bazơ Kb = K = 10-9,25
a
50,00 . 0,1
[CH3COO-] = 100,00 = 0,0500 (M)
pH = 14 - ½ (9,25 – lg(0,0500)) = 8,72
- pH sau khi thêm 50,05 mL dung dịch NaOH: dung dịch gồm NaOH dư và CH 3COONa
nên pH của dung dịch có thể tính gần đúng theo cơng thức tính pH của dung dịch bazơ
mạnh
50,05 . 0,1 - 50,00 . 0,1
[OH-] =
= 4,9975.10-5 (M)

100,05
pH = 14 + lg (4,9975.10-5) = 9,7
Từ các điểm pH trên ta vẽ được đường chuẩn độ.
Điểm tương đương có giá trị pH là 8,72 nên dựa trên khoàng đổi màu của các chất chỉ
thị trên ta có thể sử dụng phenolphtalein thì kết quả chính xác nhất.
Chuẩn độ 25,00 mL dung dịch axit yếu đơn chức HX cần 18,22 mL dung dịch
NaOH 0,0640 M. Sự biến đổi pH của dung dịch theo phần trăm HX chuẩn độ được
nêu trong bảng sau:
%HX chuẩn độ
0
33,3%
66,7%
pH
3,39
5,14
5,74
a. Tính nồng độ ban đầu của axit yếu HX.
b. Xác định trị số Ka của axit ứng với mỗi giai đoạn chuẩn độ nêu trong bảng số liệu
trên.
c. Tính pH tại điểm tương đương trong quá trình chuẩn độ trên.
Hướng dẫn:
a.

CM(HX) =

b.
%HX chuẩn độ
pH
[H+]
Ka =

[H+ ] [X- ]
[HX]

18,22 . 0,0640
= 0,0466 (M)
25

0%HX
3,39
4,07 . 10-4
(4,07.10-4 )2
(0,0466
= 3,56 . 10-6

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

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

(7,24.10−6 )(0,0155)
(0,0311)

(1
,82.10−6 )(0,0311)
(0,0155)

= 3,62 . 10-6

c. Tại điểm tương đương dung dịch là dung dịch bazơ yếu CH3COOX- + H2O


→
¬


HX + OH-

Kb =

10−14
= 2,78. 10-9
3,6.10−6

0,0466 . 25,00

[X-] = 25,00 + 18,22 = 0,027(M)
; pKb = - lgKb = 8,56
pH = 14 - ½ (8,56– lg(0,027)) = 8,94

204

= 3,64 . 10-6