MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 2 Mục Tiêu Của Đề Tài 3 Nhiệm Vụ Của Đề Tài Đối Tượng Nghiên Cứu .3 Phạm Vi Nghiên Cứu PHẦN NỘI DUNG Chương I Cơ Sở Lý Thuyết Của Phương Pháp Chuẩn Độ Axit – Bazo Đơn Chức Khái Niệm Chuẩn Độ Axit – Bazo Và Các Vấn Đề Liên Quan Dung dịch chuẩn Chất thị Một Số Phương Pháp Chuẩn Độ Axit – Bazo 2.1 Chuẩn Độ Axit Mạnh Bằng Bazo Mạnh .7 2.2 Chuẩn Độ Bazo Mạnh Bằng Axit Mạnh .8 2.3 Chuẩn Độ Axit Yếu Đơn Chức Bằng Bazo Mạnh 2.4 Chuẩn Độ Bazo Yếu Đơn Chức Bằng Axit Mạnh Chương II Một Số Bài Tập Về Chuẩn Độ Axit – Bazo Đơn Chức 11 II.1 Chuẩn Độ Axit Mạnh Bằng Bazo Mạnh 11 II.2 Chuẩn Độ Bazo Mạnh Bằng Axit Mạnh 17 II.3 Chuẩn Độ Đơn Axit Yếu Bằng Bazo Mạnh 21 II.4 Chuẩn Độ Bazo Yếu Bằng Axit Mạnh 29 PHẦN KẾT LUẬN 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 PHẦN MỞ ĐẦU Lý Do Chọn Đề Tài Trong xã hội văn minh phát triển nay, sinh viên trường đại học cần không ngừng nghiên cứu khoa học nghiên cứu kiến thức thông tin cập nhật hệ thống công nghệ thông tin Nghiên cứu khoa học sinh viên góp phần không nhỏ cho sinh viên bước tiếp đường chiếm lĩnh tri thức khoa học kĩ thuật thời đại nghiên cứu khoa học sinh viên bao gồm phạm vi nhiều lĩnh vực khác Trong khoa học tự nhiên nghiên cứu nhiều hình thức nhiều đề tài công bố công nhận lĩnh vực nghiên cứu sinh viên lĩnh vực hóa học hóa học phân tích ngoại lệ hóa học phân tích môn học chuyên ngành quan trọng sinh viên khoa hóa học Học phân tích đóng vai trò quan trọng ngành khoa học khác đời sống Nó sâu vào nghiên cứu phân tích thành phần hóa học chất từ biết số đặc tính chất Đối với sinh viên học môi trường sư phạm với kiến thức nhiều hạn chế nên chọn đề tài để tìm mối liên hệ lý thuyết thực hành rèn luyện kĩ cần thiết việc giải tập hóa học phân tích Đề tài giúp cho sinh viên hệ thống hóa lại kiến thức môn học hóa học phân tich nói chung phần chuẩn độ axit-bazo nói riêng Nó mang tính tiền đề cho nghiên cứu rộng rãi sâu vấn đề Đây tài liệu quan trọng cho sinh viên giáo viên nghiên cứu, tiếp thu để làm cho kiến thức phong phú hơn, biết rõ phân tích thành phần hóa học chất tự nhiên, thiên nhiên Phương pháp phân tích, chuẩn độ cho ta biết độ tinh khiết chất, độ loãng hay đặc dung dịch có sẵn phòng thí nghiệm mà ta chưa xác định nồng độ Tính phần trăm chất có dung dịch mà ta chưa xác định Mục Tiêu Của Đề Tài Nắm vững lý thuyết phân tích axit-bazo đơn chức Biết số dạng tập làm tiền đề ứng dụng vào thực hành Khai thác phương pháp giải tập dạng tập khác Hoàn thiện kiến thức phân tích axit- bazo Nhiệm Vụ Của Đề Tài Nghiên cứu số tập vấn đề axit – bazo đơn chức Nghiên cứu lý thuyết tổng quan chuẩn độ, phân tích định lượng sâu vào phân tích axit – bazo Nghiên cứu giải pháp tối ưu để giải tập, ứng dụng vào thực hành nhanh chóng, tốn kếm thời gian Đối Tượng Nghiên Cứu Các tập hóa học phân tích Lý thuyết, công thức phân tích Phạm Vi Nghiên Cứu Các loại giáo trình hóa học phân tích Lý thuyết tập hóa học phân tích Các nguồn thông tin google Phương Pháp Nghiên Cứu Phương pháp phân tích – tổng hợp Phương pháp quan sát Ý Nghĩa Giúp cho sinh viên hệ thống hóa lại kiến thức chuẩn độ axit – bazo Nắm số dạng tập cần thiết phương pháp giải chúng PHẦN NỘI DUNG Chương I Cơ Sở Lý Thuyết Của Phương Pháp Chuẩn Độ Axit – Bazo Đơn Chức Khái Niệm Chuẩn Độ Axit – Bazo Và Các Vấn Đề Liên Quan Phương pháp phân tích chuẩn độ dựa phản ứng hóa học A+ B→ C Ở đây, A chất cần phân tích, B thuốc thử có nồng độ biết dùng để phản ứng với A, gọi chất chuẩn A B dạng dung dịch Thông thường B đựng Buret nhỏ giọt từ từ vào dung dịch chứa chất phân tích Quá trình gọi định phân hay phép chuẩn độ Thời điểm cho lượng chất B vào đủ để phản ứng với chất A gọi điểm tương đương Để biết dừng chuẩn độ người ta dùng chất thị Căn vào đổi màu chất thị ta kết thúc trình chuẩn độ điểm kết thúc chuẩn độ trùng không trùng với điểm tương đương Cần chọn chất thị cho điểm kết thúc gần điểm tương đương tốt Để xác định điểm tương đương phương pháp phân tích chuẩn độ, người ta thông qua phép đo số đại lượng hóa lý điện thể, độ dẩn điện, mật độ dòng điện dung dịch trình chuẩn độ Dung dịch chuẩn Để có kết phân tích xác, yêu cầu quan trọng hàng đầu phải có dung dịch chuẩn có nồng độ xác Dung dịch chuẩn chuẩn bị hai cách sau: cân xác hóa chất chọn để pha chế dung dịch chuẩn, sau hòa tan pha thành dung dịch xác cân xác hóa chất chọn sau pha chế thành dung dịch Dung dịch dược dùng để chuẩn bị dung dịch phải hóa chất có độ tinh khiết cao, có công thức hóa học xác định bền vững điều kiện bảo uản bình thường hóa chất có phân tử lượng lớn tốt giảm sai số tương đối phép cân Chất thị Các chất thị dùng phương pháp chuẩn độ axit – bazo phải thỏa mãn yêu cầu đổi màu chất thị phải thuận nghịch với biến đổi pH dung dịch trình chuẩn độ Muốn thân chất thị axit bao hữu yếu nói chung cáu trúc chất thị phức tạp chuyển từ dạng axit sang dạng bazo có kèm theo chuyển vị nội phân làm thây đổi màu sắc chất thị Tùy theo cấu trúc chất thị có điện tích khác Có thể phân chất thị thường làm ba nhóm: - chất thị thuộc loại phtalein: phenol phtalein, thimol phtalein, naphtol phtalein… - sunfon phtalein: phenol đỏ, brom phenol xanh, crezol đỏ… - hợp chất bazo: metyl da cam, tropeolin OO, metyl đỏ, đỏ trung tính, congo đỏ, metyl vàng… Một Số Phương Pháp Chuẩn Độ Axit – Bazo Các phương pháp phân tích dựa vào thận trọng làm việc, chuẩn bị mẫu, đắn xác 2.1 Chuẩn Độ Axit Mạnh Bằng Bazo Mạnh Công thức tính p là: p = số đương lượng gam chất cần chuẩn độ A/số đương lượng gam dung dịch chuẩn B = ∫ ∫ A = B C.V C V0 Với p cho thấy: Tại điểm tương đương p=1 Trước điểm tương đương p1 Trước điểm tương đương ( C.VC0.V0) pH = 14 − pOH = 14 + log C.V − C V0 V + V0 Sai số chuẩn độ w  C + C0  q = − h −  h  CC  2.2 Chuẩn Độ Bazo Mạnh Bằng Axit Mạnh Trước điểm tương đương ( C.V pH = 14 – pOH V + V0 Tại điểm tương đương ( C.V=C0.V0): toàn lượng kiềm bị trung hòa axit Do dung dịch trung tính, pH=7 Sau điểm tương đương ( C.V>C0.V0) pOH = 14 − pH = 14 + log C.V − C0 V0 => pH = 14 – pOH V + V0 Sai số trình chuẩn độ: w  C + C0  q = h −  h  CC0  2.3 Chuẩn Độ Axit Yếu Đơn Chức Bằng Bazo Mạnh Khi dung dịch dung dịch axit nguyên chất thì: 1 pH = pK − log C0 với Ka số cân dung dịch axit a lúc cân Trước điểm tương đương ( C.VC0.V0) pH = 14 + log C.V − C0 V0 V + V0 Công thức tính sai số tương đối: w  C + C0 h  q = − h −  − h  C.C h+K  a 2.4 Chuẩn Độ Bazo Yếu Đơn Chức Bằng Axit Mạnh Khi dung dịch dung dịch axit nguyên chất pH dung dịch tính theo công thức:  OH   −= K C b b   Suy pH = − log[OH − ] Còn cho axit vào chưa đủ để trung hòa lượng bazo dung dịch chuẩn độ pH tính theo công thức: pOH = pK b − log C0 V0 − C.V Suy pH = 14 - pOH C.V Khi lượng axit cho vào đủ để trung hòa lượng bazo yếu pH dung dịch < tính theo công thức: pH = − log  H +  = − log K C   a a Với Ka số cân axit liên hợp bazo yếu Và Ca nồng độ axit liên hợp bazo yếu Khi lượng axit cho vào bị dư pH dung dịch tính theo công thức: pOH = 14 + log C.V − C V0 C.V − C V0 pH = − log suy V + V0 V + V0 Với trình chuẩn độ công thức tính sai số tương đối trình là: Kb w  C + C0  q = h −  − h  C.C h+K  b Ở trước điểm tương đương ta có q h = [H+] 10 d thêm 24,5ml dung dịch NaOH lượng NaOH dư pH thu là: pH = 14 + log C.V − C0 V0 0,025.24,5 + 0,012125.50 = 14 + log = 14 − 4,076 = 9,924 V + V0 24,5 + 50 Bài Chuẩn độ 25ml dung dịch axit foomic HCOOH 0,05M dung dịch NaOH 0,1M Tính pH dung dịch trước chuẩn độ sau thêm a 10,00ml b 12,15ml c 12,50ml NaOH (4) ta có phương trình chuẩn độ: HCOOH + NaOH → HCOONa + H 2O Theo định luật đương lượng ta có: ∫ CH COOH = ∫ NaOH C V =C C HCOOH HCOOH NaOH NaOH → VNaOH = 0,05.25 = 12,5ml 0,1 1 = 0,5.3,75 − 0.5 log(0,05) = 2,53 pH = pK − log C a HCOOH a.10,00ml < 12,5ml suy trước điểm tương đương nên pH = pK a − log a C0 V0 − C.V 0,05.25 − 0,1.10 = 3,75 − log = 4,35 C.V 0,1.10 với 12,15ml ta có 25 d 13,00ml pH = pK a − log b C0 V0 − C.V 0,05.25 − 0,1.12,15 = 3,75 − log = 5,29 C.V 0,1.12,15 với thể tích điểm tương đương nên [H ] = + K H 2O K a × C + C0 0,05 + 0,1 = 10 −1410 −3,75 = 7,3.10 −9 M C.C0 0,05.0,1 pH = 8,14 c chuẩn độ qua điểm tương đương nên: pH = 14 + log C.V − C0 V0 0,1.13 + 0,05.25 = 14 + log = 11.12 V + V0 13 + 25 Bài Chuẩn độ 25ml dung dịch axit axetic 0,01M dung dịch NaOH 0,05M đến màu đỏ phenol phtalein (pT = 10) tính sai số chuẩn độ, tính thể tích NaOH dùng (1) a ta có phương trình chuẩn độ là: CH 3COOH + NaOH → CH 3COONa + H 2O Theo định luật đương lượng ta có: ∫ CH COOH = ∫ NaOH Vì NaOH CH3COOH bazo axit đơn chức nên CM=CN C V =C C CH COOH CH COOH NaOH NaOH 3 → VNaOH = 25.0,01 = 5,00ml 0,05 Với pT = 10 theo công thức tính sai số ta có: 26 w  C + C0 h  q = − h −  − h  C.C h+K  a 0,05 + 0,01 10 − 10 − 10 −   = −10 − 10  − = 0,012   0,05.0,01 10 − 10 + 10 − 4,75 → q = 1,2% Ta có pH điểm tương đương bằng: [H ] = + K H 2O K a × C + C0 0,05 + 0,01 = 10 −1410 −4,75 = 4,6.10 −9 M C.C0 0,05.0,01 pH = 8,34 pT = 10 sau điểm tương đương pH = 14 + log  10 pH −14 => V = = C.V − C0 V0 V + V0 C.V − C0V0 ⇔ (C − 10 pH −14 )V = (10 pH −14 + C0 )V0 V + V0 (10 pH −14 + C0 )V0 25(10 −4 + 0,01) = = 5,06ml C − 10 pH −14 0,05 − 10 −4 Bài hòa tan 0,6106g axit benzoic thêm nước đến 500ml Chuẩn độ 20ml dung dịch hết 4ml NaOH (1) a.tính pH dung dịch trước chuẩn độ chuẩn độ đến điểm tương đương b chuẩn độ đến pT = sai số chuẩn độ bao nhiêu? Ta có nồng độ axit benzoic là: 27 C=n V = m 0,6106 = = 0,01M M V 122.0,5 Ta có phương trình chuẩn độ: C6 H 5COOH + NaOH → C6 H 5COONa + H 2O Theo định luật đương lượng ta có ∫ C H COOH = ∫ NaOH C0 V0 = C.V suy C = C0 V0 0,01.20 = = 0,05 N V Vì NaOH bazo đơn chức nên CN=CM=0,05M a Ta có pH trước chuẩn độ 1 = 0,5.4,18 − 0.5 log(0,01) = 3,09 pH = pK − log C a C H COOH pH điểm tương đương [H ] = + K H 2O K a × C + C0 0,05 + 0,01 = 10 −1410 −4,18 = 9,12.10 −9 M C.C0 0,05.0,01 pH = 8,04 b pT = theo công thức tính sai số ta có w  C + C0 h  q = − h −  − h  C.C h+K  a 0,05 + 0,01 10 − = −10 − − 10 −  − = 0,0012   0,05.0,01 10 − + 10 − 4,18 → q = 0,12% 28 II.4 Chuẩn Độ Bazo Yếu Bằng Axit Mạnh Bài 1.(4) a Chuẩn độ 25,00ml NH3 0,05M HCl 0.1M tính thể tích HCl phải dùng, kết thúc chuẩn độ pT = 4,00 b Tính pH dung dịch sau thêm 12,30ml HCl a Ta có phương trình chuẩn độ là: NH + HCl → NH Cl Khi chưa thêm HCl dung dịch có NH bazo yếu, pH dung dịch tính theo công thức: [OH ] = − K b C b = 10 −4,77.0,05 = 9,21.10 −4 pH = 14 – pOH = 14 + log(9,21.10-4) = 10,96  ta có phương trình phân ly NH3 là: NH + H O → NH 4+ + OH − Ban đầu 0,05 - - Cân 0,05 – x x x K NH = x2 đặt điều kiện x