Đang tải... (xem toàn văn)
tìm hiểu về phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử và giải các bài tập liên quan
A. MỞ ĐẦU I. Lí do chọn đề tài: Hiện nay trên thế giới cuộc cách mạng khoa học và công nghệ ngày càng diễn ra mạnh mẽ và làm nền tảng cho phát triển kinh tế tri thức. Khoa học – công nghệ trở thành động lực chính của sư phát triển kinh tế - xã hội. Sư phát triển khoa học công nghê đã làm đổi mới mạnh mẽ nội dung cũng như phương thức giáo dục của nhiều quốc gia trên thế giới và Việt Nam là một trong những nước đó. Trước tình hình đó, Đảng ta đã đề ra chủ trương phát triển giáo dục với quan điểm “Giáo dục là quốc sách hàng đầu” nhằm mục tiêu “Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài”. Chính vì thế mà những năm gần đây nền giáo dục nước ta đã không ngừng đổi mới, đặc biệt là những môn khoa học tự nhiên. Hóa học là một môn khoa học thực nghiệm, nó không những cung cấp những kiến thức cơ bản cho học sinh mà còn giúp học sinh ứng dụng trong nhiều lĩnh vực trong cuộc sống. Vì thế đổi mới nội dung cũng như cách thức dạy học Hóa học là một nhiệm vụ quan trọng trong quốc sách phát triển giáo dục hiện nay. Vì vậy, tôi chọn đề tài: “Tìm hiểu về phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử và giải các bài tập liên quan” để góp phần bổ sung vào tổng quan tài liệu bồi dưỡng cho học sinh giỏi các trường THPT ở các tỉnh, nhằm giúp các em có vốn kiến thức sâu hơn về mảng hóa học phân tích và đạt kết quả cao trong các kì thi học sinh. II. Mục đích chọn đề tài: Thông qua những bài tập hóa học nâng cao nhằm trang bị cho học sinh kiến thức, rèn luyện kỹ năng giải bài tập để tích cực hóa nhận thức, phát triển tư duy logic sáng tạo, phát triển cho học sinh năng lực tự học và nâng cao hứng thú học tập. III. Phương pháp nghiên cứu: Dựa trên hệ thống kiến thức lí thuyết hóa học phân tích, sưu tầm, biên soạn và phân dạng các dạng bài tập thường gặp trong mảng chuẩn độ oxi hóa – khử của bộ môn hóa học phân tích. 1 B. NỘI DUNG I.Khái quát về phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử: I.1. Phân loại phương pháp chuẩn độ oxi hóa –khử: Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử là phương pháp chuẩn độ mà trong đó phản ứng xảy ra trong quá trình chuẩn độ là phản ứng oxi hóa – khử, tức là phản ứng có kèm theo sự trao đổi electron. Trong thực tế số phản ứng oxi hóa – khử là rất nhiều nhưng do tính phức tạp của phản ứng oxi hóa – khử mà số phản ứng được sử dụng trong phân tích thể tích là rất hạn chế. Bởi vì để sử dụng trong phân tích thể tích phải thỏa mãn các điều kiện sau: - Phản ứng xảy ra phải theo đúng hệ sô tỉ lượng. - Tốc độ phản ứng xảy phải đủ nhanh. - Phải có khả năng xác định được điểm tương đương. Mặc dù các phản ứng oxi hóa – khử chọn trong phương pháp phân tích thể tích phải thỏa mãn 3 điều kiện trên nhưng trong thực tế phản ứng oxi hóa – khử bao giờ cũng rất phức tạp vì phản ứng phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Vì thế trong quá trình chuẩn độ cần phải nghiên cứu để chọn được các điều kiện tối ưu. Phép chuẩn độ oxi hóa –khử liên quan đến một số chất khử và chất oxi hóa đặc trưng được dùng làm dung dịch chuẩn và người ta lấy các dung dịch chuẩn đó để đặt tên cho các phương pháp. 1. Phương pháp pemanganat: Phương pháp này dựa trên tác dụng oxi hóa của dung dịch KMnO 4 . Phương pháp này cho phép xác định được nhiều chất khử vô cơ và hữu cơ bằng chuẩn độ trực tiếp hoặc có thể xác định các chất oxi hóa bằng phương pháp gián tiếp. Phương pháp pemanganat thường không cần chỉ thị. 2. Phương pháp đicromat: Phương pháp này dùng dung dịch K 2 Cr 2 O 7 làm dung dịch tiêu chuẩn để xác định các chất khử và kể cả chất oxi hóa. Nói chung phương pháp này gần giống phương pháp pemanganat nhưng có một số ưu điểm: dung dịch tiêu chuẩn có thể pha chế được từ lượng cân chính xác, dung dịch sau khi pha chế bền theo thời gian, có thể tiến hành chuẩn 2 độ trong môi trường axit HCl trong khi không thể thực hiện được đối với phương pháp pemanganat. Nhược điểm của phương pháp này là do tính oxi hóa của K 2 Cr 2 O 7 yếu hơn KMnO 4 nên tốc độ phản ứng xảy có phần chậm hơn và phải đưa chỉ thị từ ngoài vào. 3. Phương pháp Iot: Là phương pháp sử dụng dung dịch I 2 ( thực chất là I 3 - ) hoặc dung dịch I - để tiến hành chuẩn độ trực tiếp hay gián tiếp các chất khử và chất oxi hóa. Trong phương pháp này có một chất hỗ trợ quan trọng là natri thiosunfat Na 2 S 2 O 3 , chỉ thị dùng trong phương pháp này là hồ tinh bột. Ngoài 3 phương pháp nêu trên còn có các phương pháp khác như: phương pháp Xeri ( dùng dung dịch Ce(SO 4 ) làm chất oxi hóa); phương pháp Bromat, phương pháp vanadat I.2. Đường chuẩn độ của phương pháp oxi hóa – khử: Có thể mô tả đầy đủ quá trình chuẩn độ oxi hóa – khử bằng đường cong chuẩn độ. Đường chuẩn độ của phương pháp oxi hóa – khử biểu diễn sự phụ thuộc giữa thế điện cực của dung dịch với thể tích thuốc thử đã dùng (E-V) hoặc đa số là biểu diễn sự phụ thuộc của thế vào tỷ số lượng của các chất tham gia phản ứng chuẩn độ ( E- P). Khi cho một thể tích xác định dung dịch chuẩn của chất oxi hóa hoặc khử vào dung dịch cần chuẩn độ (chứa chất khử hoặc chất oxi hóa) thì xảy ra phản ứng oxi hóa – khử. Phản ứng này làm thay đổi nồng độ các chất phản ứng sao cho khi cân bằng , thế oxi hóa của hai cặp oxi hóa – khử trở nên bằng nhau tại mọi thời điểm của đường cong. Về nguyên tắc để tính thế tại mọi thời điểm chuẩn độ có thể sử dụng phương trình Nec áp dụng cho hệ oxi hóa – khử bất kỳ đã tham gia phản ứng chuẩn độ. OX 1 + ne → Kh 1 Kh 2 → OX 2 + me ( OX: viết tắc chất oxi hóa, Kh: viết tắc chất khử) Phản ứng có thể viết tổng quát: aOX 1 + bKh 2 cKh 1 + dOX 2 Như vậy trong quá trình chuẩn độ trong dung dịch luôn tồn tại hai cặp oxi hóa – khử liên hợp OX 1 /Kh 1 và OX 2 /Kh 2 . Việc xây dựng đường cong chuẩn độ trong phương pháp oxi hóa – khử cũng được chia thành 3 vùng: - Vùng trước điểm tương đương. 3 - Điểm tương đương. - Vùng sau điểm tương đương. Ngoại trừ điểm đầu chưa chuẩn độ, trong dung dịch chỉ tồn tại một cặp oxi hóa - khử của dung dịch cần xác định, còn ở mọi thời điểm của phép chuẩn độ trong dung dịch tồn tại 2 cặp oxi hóa - khử: một của chất phân tích, một của thuốc thử. Tuy nhiên: • Trước điểm tương đương: Do nồng độ chất phân tích còn dư so với nồng độ của thuốc thử và chất phân tích còn dư so với nồng độ của thuốc thử, vì vậy cặp oxi hóa-khử của chất phân tích là cặp điện hoạt (tức là việc tính thế tại thời điểm này dựa vào cặp oxi hóa – khử của chất phân tích). • Tại thời điểm tương đương: khi mà cả nồng độ của thuốc thử và chất phân tích đều rất bé, việc tính thế dựa vào sự tổ hợp các biểu thức tính thế cho cả hai cặp oxi hóa- khử của thuốc thử và của chất phân tích. Giá trị này là giá trị lý thuyết, bởi vì ở thời điểm này cả hai cặp đều không điện hoạt và thế ở đây là thế “hỗn hợp”. • Sau điểm tương đương: Khi nồng độ của chất phân tích là vô cùng bé và lúc này đã cho dư thuốc thử, do đó thế điện cực được tính theo cặp oxi hóa – khử của thuốc thử. • Tùy thuộc vào hệ số tỷ lượng của các chất oxi hóa – khử trong phản ứng chuẩn độ oxi hóa – khử mà người ta chia phép chuẩn độ thành 2 loại: + Phép chuẩn độ đối xứng. + Phép chuẩn độ bất đối xứng. Ngoài ra trong phản ứng quá trình trao đổi electron có thể diễn ra theo thứ tự nên phép chuẩn độ có thể tiến hành từng nấc. I.3. Một số phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử: I.3.1. Phương pháp pemanganat : I.3.1.1. Tính chất oxi hóa của pemanganat: là chất oxi hóa mạnh. Sản phẩm của sự oxi hóa phụ thuộc vào môi trường: Trong môi trường axit mạnh: Ion 4 MnO − bị khử thành ion Mn 2+ không màu: 4 8 5MnO H e − + + + 2 2 4Mn H O + + 2 4 0 / ( 1,51 ) MnO Mn E V − + = Trong môi trường trung tính (hoặc axit hoặc bazơ yếu) ion 4 MnO − bị khử thành ion Mn 4+ (MnO 2 ): 4 4 2 3 2MnO e H O − + + 2 4MnO OH − + 4 2 0 / ( 0,588 ) MnO MnO E V − = Trong môi trường bazơ kiềm: ion 4 MnO − bị khử thành 2 4 MnO − : 4 1MnO e − + 2 4 MnO − ( 2 4 4 0 / 0,564 ) MnO MnO E V − − = Bởi vì trong phản ứng khử ion 4 MnO − có khả năng trao đổi với một số lớp electron (n ≤ 5e) nên phản ứng khử ion 4 MnO − thường diễn ra qua các giai đoạn trung gian: Mn(VI), Mn(VI), Mn(II), Mn(III). Trong đó dạng Mn(III) là chất oxi hóa mạnh nhất ( 0 ( )/ ( ) 1,51 Mn III Mn II E V = ) nhưng trạng thái này không bền. Nên phương pháp pemanganat thường có nhiều quá trình phụ với các sản phẩm trung gian. Với lý do này đối với phương pháp pemanganat người ta phải chọn các điều kiện tối ưu. I.3.1.2. Điều chế dung dịch KMnO 4 : Dung dịch KMnO 4 đặc tinh khiết có độ bền cao nhưng dung dịch loãng lại có độ bền thấp. Do KMnO 4 là chất oxi hóa mạnh nên quá trình bảo quản phải hết sức cẩn thận, tránh bụi bậm, tránh ánh sáng đặc biệt tránh sự có mặt của Mn(II) và MnO 2 . Vì những lí do đó để có dung dịch KMnO 4 tiêu chuẩn cần phải đòi hỏi thực hiện thao tác như sau: • Không pha chế dung dịch từ lượng cân chính xác vì ngay cả KMnO 4 nói là nguyên chất cũng chứa một lượng vết MnO 2 là chất xúc tác cho quá trình phân hủy 4 MnO − . Mặt khác trong nước bao giờ cũng có các chất khử có thể khử ion 4 MnO − thành MnO 2 . • Pha chế dung dịch có nồng độ gần đúng đi từ lượng cân bằng cách hòa tan KMnO 4 và H 2 O, đun sôi dung dịch một thời gian sau đó làm lạnh và lọc hết vết MnO 2 (bằng phễu thủy tinh, hoặc phễu cát) rồi bảo quản dung dịch trong bình thủy tinh màu nâu nút nhám. • Chuẩn hóa dung dịch KMnO 4 bằng các chất gốc: Na 2 C 2 O 4 , H 2 C 2 O 4 . 2H 2 O và một số chất khác. Thường chỉ thị là lượng dư rất bé KMnO 4 sau điểm tương đương. • Quá trình chuẩn độ cần chú ý một số nguyên nhân sau đây để dẫn đến sai số: Sự oxi hóa cảm ứng ion 4 2 2 C O − bởi không khí: 5 4 2 2 2 2C O O H − + + + 2 2 2 H O CO+ (Tuy nhiên do H 2 O 2 cũng là chất khử nó sẽ bị 4 MnO − oxi hóa nên cũng tiêu thụ một số đương lượng gam 4 MnO − như 4 2 2 C O − nếu như không có sự phân hủy H 2 O 2 ). Dung dịch H 2 C 2 O 4 bị phân hủy chậm khi đun nóng: H 2 C 2 O 4 → CO 2 + CO + H 2 O Sự phân hủy chậm KMnO 4 xảy ra khi đun nóng Sự có mặt của HCl bị oxi hóa cảm ứng bởi ion 4 MnO − . II.3.1.3 Một số ứng dụng: Nói chung phương pháp pemanganat được dùng để định lượng các chất khử, ví dụ: + Định lượng Fe 2+ : Fe có trong tự nhiên thường tồn tại dạng Fe(III) hoặc Fe(II). Khi chuyển vào dung dịch thì sắt ở dưới dạng Fe 3+ hoặc Fe 2+ hoặc có mặt đồng thời Fe 3+ và Fe 2+ vì vậy phải khử Fe 3+ thành Fe 2+ rồi chuẩn độ bằng dung dịch KMnO 4 . 2 4 5 8Fe MnO H + − + + + 3 2 2 5Fe Mn H O + + + + Để khử Fe 3+ thành Fe 2+ có thể dùng kim loại đặc biệt thường dùng SnCl 2 vì trong dung dịch nóng SnCl 2 khử hoàn toàn Fe 3+ thành Fe 2+ . 2 3 2Sn Fe + + + 4 2 2Sn Fe + + + Cần phải dùng dư SnCl 2 để khử hoàn toàn Fe 3+ nên lượng dư SnCl 2 được oxi hóa bằng HgCl 2 . SnCl 2 + 2HgCl 2 SnCl 4 + Hg 2 Cl 2 Tuy nhiên cần tránh dùng dư nhiều quá SnCl 2 vì nó có khả năng khử tiếp Hg 2 Cl 2 thành Hg kim loại là chất phản ứng mạnh với 4 MnO − . Trong phản ứng chuẩn độ Fe 2+ bằng dung dịch 4 MnO − người ta dùng H 2 SO 4 và có mặt hỗn hợp bảo vệ gồm MnSO 4 + H 2 SO 4 + H 3 PO 4 . + Định lượng H 2 O 2 : Trong dung dịch H 2 O 2 khử 4 MnO − : 2 2 4 5 2 6H O MnO H − + + + 2 2 2 2 5 8Mn O H O + + + Phản ứng xảy ra cũng có giai đoạn cảm ứng tương tự như phản ứng giữa 4 MnO − và 4 2 2 C O − . 6 + Định lượng nitrit: ion 2 NO − không tác dụng với 4 MnO − trong dung dịch trung tính hoặc kiềm. Chỉ trong dung dịch axit, đun nóng nó bị oxi hóa hoàn toàn. 2 4 5 2 8NO MnO H − − + + + 2 3 2 5 2 3NO Mn H O − + + + Do trong môi trường axit có khả năng tạo axit HNO 2 dễ bay hơi nên quá trình chuẩn độ sẽ thu được kết quả thấp vì vậy phép chuẩn độ thường được tiến hành theo hai cách sau đây: - Thêm chính xác dung dịch 2 NO − từ buret vào dung dịch 4 MnO − đã được axit hóa cho tới khi mất màu dung dịch KMnO 4 . - Tốt hơn hết là cho dư dung dịch KMnO 4 vào dung dịch nitrit và sau đó chuẩn độ lượng dư KMnO 4 bằng phương pháp Iot. I.3.2. Phương pháp đicromat: I.3.2.1. Dung dịch K 2 Cr 2 O 7 : là chất oxi hóa trong môi trường axit. 2 2 7 6 14Cr O e H − + + + 3 2 2 7Cr H O + + 0 ( 1,36 )E V= Dung dịch K 2 Cr 2 O 7 rất bền, phản ứng chuẩn độ có thể tiến hành trong môi trường axit: H 2 SO 4 , HClO 4 và HCl. Chỉ thị dùng trong phương pháp đicromat có thể dùng các chỉ thị oxi hóa – khử như: điphenylamin, điphenyl benziđin, tốt hơn cả là natri điphenyl sunfonat. K 2 Cr 2 O 7 đáp ứng đầy đủ yêu cầu của chất gốc vì vậy có thể pha chế dung dịch tiêu chuẩn đi từ lượng cân chính xác. I.3.2.2 Ứng dụng: quan trọng nhất là chuẩn độ Fe(II) Việc dùng Fe(II) có nhiều thuận lợi chẳng hạn: khi cần chuẩn độ các chất oxi hóa thì người ta cho lượng dư chính xác Fe(II) sau đó chuẩn độ ngược Fe(II) dư bằng K 2 Cr 2 O 7 , còn để định lượng các chất oxi hóa thì cho muối Fe(II) dư bằng K 2 Cr 2 O 7 , còn để định lượng các chất khử thì cho muối Fe(III) dư và sau đó chuẩn độ với Fe(II) tạo ra bằng dung dịch K 2 Cr 2 O 7 . Hoặc chất khử phản úng chậm với Fe(III) thì có thể thêm dư lượng K 2 Cr 2 O 7 rồi chuẩn độ ngược lượng K 2 Cr 2 O 7 bằng Fe(II). Ưu điểm của phương pháp đicromat là mặc dù phản ứng có sự trao đổi lớn số e - nhưng không qua nhiều giai đoạn và đặc biệt là không có sự oxi hóa cảm ứng với ion Cl - nên phản ứng có thể tiến hành trong môi trường HCl. I.3.3. Phương pháp Iôt: 7 I.3.3.1. Tính oxi hóa – khử của Iôt: Iot là chất oxi hóa yếu và iodua là chất khử yếu 2( ) 2 r I e+ 2I − 2 0 /2 ( 0,5345 ) I I E V − = Vì vậy I 2 có thể oxi hóa được các chất khử trung bình ( H 2 S, H 2 SO 3 , Sn(II), ) và iodua có thể khử được các chất oxi hóa trung bình trở lên (Fe 3+ , H 2 O 2 , ) . Phương pháp Iôt được dùng để định lượng cả các chất oxi hóa và các chất khử. - Các chất khử có thể được chuẩn độ trực tiếp bằng iôt hoặc cho tác dụng với I 2 lấy dư và sau đó chuẩn độ lượng dư iôt bằng dung dịch natri thiosunfat (Na 2 S 2 O 3 ). - Các chất oxi hóa được định lượng bằng cách cho tác dụng với dung dịch KI dư trong môi trường axit và sau đó chuẩn độ lượng iôt giải phóng ra bằng dung dịch Na 2 S 2 O 3 . Như vậy, trong phương pháp iôt phản ứng quan trọng nhất là phản ứng giữa iôt và Na 2 S 2 O 3 : 2 2 2 3 2I S O − + 2 4 6 2I S O − − + I.3.3.2. Cách tiến hành chuẩn độ: Các phép tiến hành chuẩn độ trực tiếp cần phải điều chế dung dịch tiêu chuẩn I 2 bằng cách hòa tan I 2 rắn với dung dịch KI thì I 2 tan do tạo phức: 2 3 I I I − − + = . Để xác định độ chuẩn của dung dịch I 2 người ta tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch Na 2 S 2 O 3 với chỉ thị hồ tinh bột. Phép chuẩn độ trực tiếp được dùng để định lượng các cất khử có thế nhỏ hơn so với thế của 2 0 /2I I E − . • Chuẩn độ gián tiếp: Vì hầu hết các phản ứng giữa I 2 với các chất khử xảy ra chậm nên phải tiến hành chuẩn độ gián tiếp hay chuẩn độ ngược. • Nguyên tắc: Kh 1 + I 2 (độ chính xác) Ox 1 + 2I - (1) 2 2( ) 2 3 2 du I S O − + 2 4 6 2I S O − − + Hoặc: Ox 1 + 2I - (dư) Kh 1 + I 2 (2) 2 2( ) 2 3 2 taora I S O − + 2 4 6 2I S O − − + I.3.3.3. Các nguồn gây sai số khi chuẩn độ iôt: * Sự oxi hóa I - bởi oxi không khí: 8 4I - + O 2 + 4H + 2I 2 + 2H 2 O • Sự mất mát I 2 do sự thăng hoa, đặc biệt ở nhiệt độ cao vì thế cần chuẩn độ ở nhiệt độ thấp. • Phản ứng xảy ra trong môi trường axit yếu hay bazơ yếu bởi vì nếu trong môi trường axit mạnh xảy ra: 2 2 3 S O H − + + 2 3 HS O − 2 3 HS O − 3 HSO S − + ↓ Còn trong môi trường bazơ mạnh: I 2 + OH - HOI + I - Và nếu có kiềm dư: HIO + OH - H 2 O + OI - - Do chỉ thị hồ tinh bột tạo phức với I 2 khá bền nên một lựơng I 2 đáng kể tồn tại ở dạng phức với chỉ thị điều này sẽ gây nên sai số nên người ta chỉ cho hồ tinh bột khi chuẩn độ gần đến điểm tương đương. I.3.3.4. Ứng dụng của phương pháp Iôt: * Định lượng chất khử: ví dụ định lượng asen. Phương pháp này dựa trên việc chuẩn độ dung dịch asen (III) bằng iôt chỉ thị hồ tinh bột. Phản ứng tiến hành trong môi trường pH từ 4 -9 thường dùng NaHCO 3 . 3 3 3 4H AsO I OH − − + + 2 4 2 3 3HAsO I H O − − + + * Định luật chất oxi hóa: Chẳng hạn định lượng Cu 2+ : cho Cu 2+ phản ứng với I - dư phản ứng xảy ra thành I 2 và sau đó chuẩn độ I 2 bằng sung dịch Na 2 S 2 O 3 . Phản ứng xảy ra: 2 x Cu 2+ + 1e → Cu + 2I - → I 2 + 2e 2 x Cu + + I - → CuI I 2 + I - → 3 I − 2Cu 2+ + 5I - 3 I − + 2CuI K = 10 10,7 . Hằng số cân bằng lớn, phản ứng thực tế xảy ra hoàn toàn. Một số yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng: 9 - Độ axit yếu: Nếu pH > 4 thì Cu 2+ có khả năng tạo phức hiđroxo, phản ứng xảy ra chậm, điểm cuối chuẩn độ không rõ, nếu pH < 0,5 thì xảy ra sự oxi hóa rõ rệt ion I - bởi oxi không khí. Điều kiện pH tối ưu là 3. - Kết tủa CuI có khả năng hấp thụ I 2 trên bề mặt, làm cho phép phản ứng của I 2 với Na 2 S 2 O 3 khó khăn và làm kết tủa có màu thẫm khó xác định điểm tương đương. Để hạn chế khả năng hấp thụ của CuI người ta đã cho thêm KSCN vào dung dịch chuẩn độ. II. Nội dung bài tập: II.1. Bài tập chuẩn độ bằng phương pháp pemanganat: Bài giải: Phản ứng chuẩn độ : 5 X Fe 2+ Fe 3+ + e 4 MnO − + 8H + + 5e Mn 2+ + 4H 2 O 5Fe 2+ + 4 MnO − + 8H + 5Fe 3+ + Mn 2+ + 4H 2 O Tại điểm tương đương: Áp dụng ĐL đương lượng ta có: 2 4 Fe MnO S S + − = ⇒ 2 2 4 4 ( ) ( ) ( ) ( )N Fe Fe N MnO MnO C V C V + + − − = ⇒ 0,01.50=0,01.5. 4 ( )MnO V − ⇒ 4 ( )MnO V − = 0,01.50 0,01.5 =10(ml) 10 BÀI 1: Chuẩn độ 50ml dung dịch FeSO 4 0,01M bằng dung dịch KMnO 4 0,01M ở pH=0. Hãy tính giá trị lý thuyết của thế điện cực trong dung dịch chuẩn độ khi cho các thể tích dung dịch KMnO 4 theo các số liệu sau: a, 9,5ml b, 10ml c, 10,5ml Cho: 2 4 0 /MnO Mn E − + = 1,51V; 3 2 0 /Fe Fe E + + = 0,77V [1] [...]... 5,54ml dung dịch KMnO4 để chuẩn độ hết hỗn hợp sau phản ứng 22 BÀI 7: Đun nóng 1g oxit sắt với K2Cr2O7 và hòa tan chất chảy trong axit Khử Fe3+ bằng SnCl2 và thêm HgCl2 để oxi hóa hết SnCl2 dư Chuẩn độ hỗn hợp thu được với dung dịch KMnO4 0,25N thì hết 50ml KMnO4 Hãy tìm công thức phân tử của oxit sắt? [1] Bài giải: Đặt công thức chung của oxit sắt là FexOy Ta có dãy chuyển hóa sau: K 2Cr2O7 SnCl2 KMnO4... khi hòa tan vào nước rồi chuẩn độ bằng dung dịch KMnO4 nồng độ cỡ 0,1M thì dùng khoảng 12-15ml KMnO4 BÀI 11: Có hai dung dịch KMnO4 A và B Dung dịch A có độ chuẩn T KMnO4 = 0,01507 và 20ml dung dịch B tương đương với 0,1200g Fe Tính tỉ lệ thể tích hai dung dịch A và B phải trộn lẫn để có được dung dịch KMnO 4 có khả năng oxi hóa như dung dịch K2Cr2O7 0,3330N ( môi trường axit)? [2] Bài giải: 0,1200... BÀI 1: Tính sai số chuẩn độ khi chuẩn độ Fe 2+ 0,1N bằng dung dịch Cr2O720,1N trong môi trường axit có pH=0 và kết thúc chuẩn độ ở thế bằng: a, 1V b, 1,3V 0 0 Cho E Fe3+ /Fe2+ = 0,77V; E Cr2O72− /Cr3+ = 1,33V [1] 31 Bài giải: a) Ta có: pH = 0 ⇒E = tđ E 0 Fe3+ / Fe2+ + 6E 0Cr O 2− / Cr 3+ 2 7 7 = 0.77 + 6.1,33 = 1, 25V 7 2+ Vì chuẩn độ Fe bằng dung dịch Cr2O72- có đường cong chuẩn độ đi lên mà E tđ=1,25V... 5% = 5 vào (4) 100 (4) ⇔ Ec = 1,51 + 0,059 5 log = 1, 495 V 5 100 Hay: EC = 1,495V BÀI 2: Một mẫu phân tích cân nặng 0,225g gồm Fe và Fe2O3 được hòa tan trong dung dịch và Fe(III) được khử thành Fe(II) Sau đó chuẩn độ bằng dung dịch KMnO 4 thì hết 37,5ml KMnO4 0,0991N Tính hàm lượng % của Fe và Fe2O3 trong mẫu phân tích [1] Bài giải: Gọi khối lượng của Fe và Fe2O3 trong mẫu lần lượt là: a(g) và b(g)... 75,29% BÀI 3: 0,1 g mẫu phân tích chứa V, Cr, Mn được phân hủy thành dung dịch Sau − khi chế hóa dung dịch các nguyên tố tồn tại dưới dạng VO 2+ , Cr2O72- , MnO4 Chuẩn độ dung dịch đó bằng dung dịch chuẩn Fe 2+ 0,1 M chỉ hết 50 ml Ion VO 2+ tạo thành được chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn KMnO4 0,01M thì hết 5ml Sau đó thêm vào lượng đủ V, Cr, Mn muối pitôphôtphat để tạo phức với Mn(III) khi chuẩn độ Mn... 19,37% 1, 234 BÀI 5: Để xác định độ chuẩn của KOH và KMnO4 người ta dùng kalitêtraôxalat (KHC2O4.H2C2O4.2H2O) làm chất đầu Nồng độ dung dịch KOH đã xác định được là 0,09963 N và của KMnO4 là 0,1328 N Biết rằng trong cả hai trường hợp trong cả hai trường hợp thể tích của các dung dịch KOH và KMnO 4 lấy để chuẩn độ đều bằng 50ml Hãy tính số gam oxalat đã tiêu thụ trong phản ứng trên? [2] Bài giải: * Xét... 0,08895% BÀI 2: Chuẩn độ 100ml dung dịch FeSO 4 bằng dung dịch K2Cr2O7 0,02M ở pH = 0 Hãy tính thế điện cực của dung dịch nếu sai số của chuẩn độ là -0,2% Cho 0 E 0 3+ /Fe2+ = 0, 77V; E Cr O 2− /Cr 3+ = 1,33V [1] Fe 2 7 Bài giải: Sai số chuẩn độ là q=-0,2% tức là chuẩn độ dừng ở trước điểm tương đương Từ lâp luận trên ta có: Et = E 0 Fe3+ / Fe 2+ + 0, 059 log q +1 −q (1) 32 Thay: q = −0, 2% = −0, 2 vào... Suy ra : 5 + VA = 1,574 VB Vậy tỉ lệ các dung dịch KMnO4 cần phải trộn là : II.2 Bài tập phương pháp chuẩn độ đicromat: II.2.1 Phản ứng chuẩn độ là: Fe2+ 6x Fe3+ + e 2 Cr2O 7− + 14H+ + 6e 2Cr 3+ + 7H2O 2− 6Fe2+ + Cr2O7 + 14H+ 2Cr 3+ +6Fe3+ + 7H2O Trước điểm tương đương Khi trong dung dịch đang dư Fe 2+nên thế tại thời điểm này được tính dựa vào cặp của sắt.Theo phương trình Nec ta có: Et = E 0 Fe3+... 2 4 Dựa vào phương trình (1), ta có: m MnO2 = n MnO2 M MnO2 = n H 2C2O4 M MnO2 = 1,8065.10 −3.87 = 0,1572( g ) 26 Suy ra: 0,1572 100% = 59,77% 0, 2630 % MnO 2 = Vậy % MnO2 trong quặng pirolusit là 59,77% BÀI 10: Tính số gam axit oxalic H2C2O4.2H2O phải cân khi hòa tan vào nước rồi chuẩn độ bằng dung dịch KMnO 4 nồng độ cỡ 0,1M thì phải dùng khoảng 12-15ml KMnO4? [2] Bài giải: Phản ứng chuẩn độ: 2−... x + 16 y x 2 ⇒ 0,3.x = 0, 2 y ⇒ = y 3 ⇒ Vậy chọn x = 2 và y = 3, vậy công thức phân tử của oxit sắt là: Fe2O3 BÀI 8: Hòa tan 0,500g một mẫu xỉ chứa sắt ở dạng FeO và Fe 2O3 trong HCl Khử Fe3+ thành Fe2+, chuẩn độ Fe2+ hết 28,60ml KMnO4 0,01120M Mặt khác, hòa tan 0,750g mẫu xỉ trong HCl trong bầu khí quyển nitơ (tránh oxi hóa Fe 2+), rồi chuẩn độ ngay Fe2+ có trong dung dịch hết 15,60ml KMnO4 0,01120M . chuẩn độ oxi hóa – khử của bộ môn hóa học phân tích. 1 B. NỘI DUNG I.Khái quát về phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử: I.1. Phân loại phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử: Phương pháp chuẩn độ oxi hóa. chất oxi hóa) ; phương pháp Bromat, phương pháp vanadat I.2. Đường chuẩn độ của phương pháp oxi hóa – khử: Có thể mô tả đầy đủ quá trình chuẩn độ oxi hóa – khử bằng đường cong chuẩn độ. Đường chuẩn. cách thức dạy học Hóa học là một nhiệm vụ quan trọng trong quốc sách phát triển giáo dục hiện nay. Vì vậy, tôi chọn đề tài: Tìm hiểu về phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử và giải các bài tập liên