Đề tài TÌM HIỂU VỀ CHUẨN ĐỘ ĐA AXIT – ĐA BAZƠ A MỞ ĐẦU A A LÝ LÝ THUYẾT THUYẾT CHUẨN CHUẨN ĐỘ ĐỘ B NỘI DUNG B B CÁC CÁC DẠNG DẠNG BÀI BÀI TẬP TẬP C KẾT LUẬN D TÀI LIỆU THAM KHẢO Một phương pháp phân tích thể tích quan trọng phương pháp chuẩn độ axit bazơ Bản chất phương pháp dựa tương tác axit bazơ Phương pháp cho phép xác định định lượng (khối lượng, nồng độ) axit (bằng dung dịch kiềm chuẩn) dung dịch kiềm (bằng dung dịch axit chuẩn) tương tác chất với axit hay với bazơ kiềm) Chuẩn độ axit - bazơ đa chức phép chuẩn độ quan trọng học viên cần nắm lí thuyết liên quan phải giải Vì xin trình bày vấn đề : “TÌM HIỂU VỀ CHUẨN ĐỘ ĐA AXIT – ĐA BAZƠ” nhằm hệ thống hóa kiến thức từ lý thuyết tập I LÝ THUYẾT VỀ CHUẨN ĐỘ AXIT ĐA CHỨC Trong dung dịch đa axit HnA có khả phân ly theo nấc:[3] Và coi đa axit hỗn hợp gồm đơn axit Có thể tiến hành theo nấc K a1 K a − q ; ≥ = 104 (q= ± 1%) K a K a3 q *TH : Ka1 >> Ka2 >> Ka3 >>…… >> Kan xảy chủ yếu nấc Định luật tác dụng khối lượng: x2 =K a1 ⇒  H +  = x ≈ C-x K a1.C * TH : phải tổ hợp thành phương trình bậc cao phải tính lặp gần liên tục : XOH, C H3A, Co, Ka1, Ka2,Ka3 Chuẩn độ dd axit H3A, Co dd chuẩn XOH, C Điểm tương đương I: H3A + XOH XH2A + H2O Thành phần dung dịch: H2A , H2O ĐKP: Nồng độ Với:  H +  = OH −  − [ H A] +  HA2−  +  A2−  điểm tương đương  H +  pH I = (pK a1 +pK a2 ) Điểm tương đương II: H3A + 2XOH X2HA + H2O 2Thành phần dung dịch: HA , H2O ĐKP: Với  H +  = OH −  +  A3−  −  H A−  +  H A  pH II = (pK a2 +pK a3 ) Thông thường Ka3 bé nên chuẩn độ trực tiếp đến điểm tương đương thứ ba sai số lớn Nếu chuẩn độ nấc thứ ba phải thỏa điều kiện: K a3 Co3 >C2 q 10-8 -12 Co3 > =10 M (K a3 = 10 , C= 0,1M, q= 0,1%) K a3 Tuy nhiên, thực tế, nồng độ axit cần chuẩn độ bé, nên chuẩn độ Điểm tđ III: Với + Từ x= [OH ] suy [H ]III II.2 pH điểm tương đương [4], [5] kiện chuẩn độ riêng axit: Điều K a1.C02 ≤ C q C2 q 10−8 ⇒ K a1 ≤ = −1 = 10−7 ( C = 0,1; q = ± 0,1%;C02 = 0,1) C02 10 PTPU chuẩn độ đến điểm tương đương I HY+ XOH → XY+ H2O H3A+ XOH → XH2A+ H2O Ta có: ∫ HY + ∫ H3 A = ∫ NaOH Đến điểm tương đương thứ II: HY+ XOH → XY+ H2O H3A+ 2XOH → X2HA+ 2H2O H A +H O pH dung dịch pH I W+K C a2  H +  = I 1+K -1 C a1 pH II 2HA +H O pH dung dịch W+K C + a3   H = Được tính theo công thức :   II 1+K -1 C a2 II.3 Sai số chuẩn độ [4] qI = − h C + C01 + C02 ( C C01 +C02 ) C02  K a1.K a − h  +  ÷ C01 + C02  K a1.h  C02 K a K a3 − h2 W (C + C01 + C02 ) qII = + h C ( C01 + C02 ) C01 + 2C02 Ka2h BÀI TẬP VỀ HỖN HỢP AXIT MẠNH VÀ ĐA AXIT Bài 1: Đánh giá sai số chuẩn độ hỗn hợp HCl H3PO4 Biết chuẩn độ 100,00ml hỗn hợp đến pT = 4,40 hết 45,00ml NaOH 0,100M, chuẩn độ đến pT = 9,00 hết 60,00ml NaOH Biết pKa1 = 2,12 ; pKa2 = 7,21 pKa3 = 12,32 Giải: Ta có: pH1 = pK a1 + pK a 2,12 + 7, 21 = ≈ 4, 2 pH II = pK a + pK a 7, 21 + 12, 32 = ; 9, 77 2 Tại pT= 4,4 ta chuẩn độ HCl nấc H3PO4 Tại điểm pT=9, ta chuẩn độ HCl nấc H3PO4 Áp dụng quy tắc đương lượng: ∫ HCl/100ml =∫ NaOH/30ml C01.100 = C NaOH 30 C NaOH 30 0,1.30 ⇒ C01 = = = 0, 03 M 100 100 Nồng độ gần H3PO4: ∫ H3 PO4 /100ml =∫ NaOH/15ml C02 100 = C NaOH 15 CNaOH 15 0,1.15 ⇒ C02 = = = 0, 015 M 100 100 Sai số chuẩn độ đến điểm tương đương thứ nhất: C + C01 + C02 C02 K a1.K a − h qI = −h + C (C01 + C02 ) C01 + C02 K a1h −9,36 −8,8 0,145 0, 0150 10 − 10 q = −10−4,40 + = −0, 0021 −6,55 0, 00450 0, 0450 10 Sai số chuẩn độ đến điểm tương đương thứ hai: C02 K a K a − h W C + C01 + 2C02 qII = + h C (C01 + 2C02 ) C01 + 2C02 Ka 2h −18 −19,53 0,16 0, 0150 10 − 10 = 1, 00.10−5 + = −0, 4% −16,21 0, 0060 0, 060 10 Do Vtd − Vcx q= Vcx ⇒ Vcx = Vtd (1 − q ) Thể tích xác NaOH cần thêm để đạt đến điểm tương đương I II: 0, V1 = 45, 00 + 45, 00 = 45, 09ml 100 0, V2 = 60, 00 + 60, 00 = 60, 24ml 100 Nồng độ xác axit: 60, 24 − 45, 09 CH3 PO4 = 0,1000 = 0, 01515M 100 45, 09 − (60, 24 − 45, 09) CHCl = 0,1000 = 0, 02994 M 100 Sai số xác định nồng độ H3PO4 qH3 PO4 0, 0150 − 0, 01515 = 100 = −1% 0, 01515 Sai số xác định nồng độ HCl qHCl 0, 0300 − 0, 02994 = 100 = −0, 2% 0, 02994 Bài 2:[2] Một hỗn hợp B gồm HCl 0,1M H3PO4 0,1M a) Có khả chuẩn độ riêng HCl hỗn hợp B không? b) Tính thể tích NaOH 0,1M cần để trung hòa 100ml dung dịch B đến màu vàng metyl da cam có pT= Biết H3PO4 có pKa1 = 2,15; pKa2 = 7,21; Giải: pK  a3 = 12,32 a) Vì H3PO4 có Ka1= 10-2,15 > 10-7 nên không chuẩn độ riêng HCl được,vì phép chuẩn độ trước hết chuẩn độ axit HCl nấc thứ axit H b) Chuẩn độ tới 3PO màu vàng metyl da cam có pT= tức chuẩn độ tới điểm tương đương thứ Tại điểm tương đương I: HCl + NaOH = NaCl + H2O H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O Tại tương đương dd gồm: H2PO4-, Cl-, Na+ Phương trình ĐKP : [H+] = [OH-] + [HPO42-]+2[PO43-]-[H3PO4] Vì Ka3