TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ KHOA MÔI TRƯỜNG & CÔNG NGHỆ SINH HỌC BÀI BÁO CÁO THỰC HÀNH HĨA PHÂN TÍCH BÀI THÍ NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HĨA HỌC Phương pháp phân tích khối lượng  I.Mục đích: -Nắm nguyên tắc thao tác phương pháp phân tích khối lượng -Thực hành phương pháp: làm bay nước mẫu hóa chất ẩm II.Nội dung: 1)Thực hành: a)Nguyên tắc: Các tinh thể BaCl2 ngậm nước nằm cân với nước theo trình sau: BaCl2.2H2O ↔ BaCl2.H2O + H2O (hơi) BaCl2.H2O ↔ BaCl2 + H2O (hơi) Có thể dùng nhiệt để đuổi hoàn toàn lượng nước muối BaCl2.2H2O cách sấy mẫu muối 1300C So sánh khối lượng mẫu trước sau sấy để tính hàm lượng % nước kết tinh muối b)Tiến trình thực hành: -Rửa lọ cân Đặt lọ cân vào tủ sấy 130 ± O C sau lọ cân khơ, đưa lọ cân vào bình hút ẩm Sau khoảng 30 phút, lọ cân nguội đem cân xác khối lượng lọ cân (khơng cân nắp), gọi Go -Lấy lượng muối BaCl2.2H2O khoảng 3g trút cẩn thận vào lọ cân xác định khối lượng trên, cân xác lọ cân muối (không cân nắp), gọi G1 -Đậy nắp lọ cân đặt lọ cân + nắp vào tủ xấy, đem sấy 130 ± O C vòng Sau đó, lấy lọ cân ra, mở nắp đặt lọ cân vào bình hút ẩm Sau để nguội 30 phút, cân xác lại lọ cân (không cân nắp), gọi G2 2)Kết quả: Ghi lại kết phân tích vào bảng sau (thực lặp lại thí nghiệm lần tiến hành lúc): Vật cân Lọ cân  Go Lọ cân + BaCl2.2H2O  G1 Lọ cân + BaCl2  G2 Kết cân (mg) Lần Lần 25.5534 26.2114 28.5621 29.2132 28.3546 28.9784 Lần 22.3240 25.3277 25.1554  Từ số liệu Go, G1 G2, ta lập cơng thức tính hàm lượng nước kết tinh mẫu: Gọi phần trăm độ ẩm đo lần lần lần L1 L2 , L3   ( G1 − GO ) − ( G2 − G0 ) G1 − G2 × 100 = 6.89 % G1 − GO G1 − GO ( G − GO ) − ( G − G ) G − G2 × 100 = × 100 = 7.82% L2 = G1 − GO G1 − GO ( G − GO ) − ( G − G ) G − G2 × 100 = × 100 = 5.74 % L3 = G1 − GO G1 − GO  L1 = × 100 =  Từ ta tính sai số lần đo sau: L1 + L2 + L3 6.89 + 7.82 + 5.74 = = 6,82% 3  d = L1 − Ltb = 0,07%  d = L2 − Ltb = 1%  Ltb =  d = L3 − Ltb = 1.08% d + d + d 0.07 + + 1.08 = = 0,717% 3 d tb 0.717 = = 0,105  S= Ltb 6.82  Vậy kết phân tích là: µ = 6.82 ± 10.5%  d tb =  Nguyên nhân dẫn đến sai số do:  Khi cân số người chủ quan, nói chuyện để gió thổi vào làm sai lệch khối lượng  Trong tiến hành thao tác quên bỏ lọ cân vào bình hút ẩm Phương pháp phân tích thể tích  I.Mục đích: -Nắm nguyên tắc thao tác phương pháp phân tích thể tích -Thực hành phương pháp: chuẩn độ acid-base, chuẩn độ oxy hóa - khử, chuẩn độ tạo phức chuẩn độ kết tủa -Sinh viên áp dụng kiến thức học lớp vào thực tế, lập cơng thức tính tốn hàm lượng cần xác định theo phương pháp chuẩn độ kỹ thuật định lượng khác II.Nội dung: 1)Thực hành: a)Nguyên tắc: -Phản ứng chuẩn độ: H+ + OH- → H2O -Cân thị màu: Hind ⇔ H+ +IndNhư vậy, nồng độ H+ hay độ pH thay đổi khiến tỷ lệ [Ind-]/[HInd] thay đổi Tùy theo độ pH mà nồng độ dạng Ind- hay Hind chiếm ưu thế, định màu sắc,có thể nhận biết -Có thể chọn tất thị màu nằm khoảng pH = 4-10 thị thông dụng: +Methy da cam: đỏ (dạng acid) → vàng (dạng base), pH = 3,1-4,4 đổi màu +Phenolphtalein: không màu (dạng acid) → hồng (dạng base), pH = 8,0-9,8 đổi màu +Bromothimol xanh: vàng (dạng acid) → xanh (dạng base), pH = 6,2-7,6 đổi màu -Kỹ thuật định lượng: chuẩn độ trực tiếp -Khi thêm dần H2SO4 vào dung dịch, lúc đầu pH thay đổi chậm gần điểm tương đương thay đổi nhanh nên cần chuẩn độ chậm lúc màu sắc thay đổi b)Tiến trình thực hành: -Buret chứa dung dịch H2SO4 0.1N -Erlen(bình nón): Hút 10ml dung dịch NaOH cần xác định nồng độ, thêm giọt thị phenolphtalein -Tiến hành chuẩn độ cách nhỏ dần H2SO4 xuống bình mẫu để màu chuyển dần từ màu hồng sang không màu -Lặp lại thao tác chuẩn độ lần với lần hút NaOH để tính Vtb 2)Kết quả: VH2SO4 CN(NaOH) Lần 9.5 0.095 Lần 9.3 0.093 Lần 9.4 0,094  Công thức:  Lần 1: C NH 2SO × VH 2SO = C NNaOH × VNaOH  C NNaOH = 0,095N  Lần 2: C NH 2SO × VH 2SO = C NNaOH × VNaOH  C NNaOH = 0,093N  Lần 3: C NH 2SO × VH 2SO = C NNaOH × VNaOH  C NNaOH = 0,094N  Sai số lần đo: Gọi C1, C2 C3 nồng độ đương lượng NaOH lần đo:  C tb = C1 + C + C 0,095 + 0,093 + 0,094 = = 0,094 N 3  d1 = C1 − C tb = 0,001  d = C − Ctb = 0,001  d = C − C tb =  d tb = d1 + d + d = 0.001 + 0,001 + = 0,0006  Vậy kết phân tích là: µ = C tb ± d tb C tb = 0,094 ± 0,06%  Trả lời câu hỏi cuối bài: 1/ Ta có: C M = C % × 10 × d 98 × 10 × 1,84 = = 18,4 M M 98 C N = C M × n = 18,4 × = 36,8 N C1 × V1 = C × V2 ⇒ V1 = C × V2 0,1 × 1000 = = 2,7(l ) C1 36,8 2/ Phải chuẩn độ lại NaOH vì: NaOH dung dịch dễ thay đổ nồng độ dễ dàng hút ẩm, NaOH hút ẩm nhiều nồng độ thay đổi nhiều,như phải chuẩn độ lại để biết nồng độ xác NaOH thời điểm 3/ Giữa phương pháp trọng lượng thể tích phương pháp thể tích đạt độ xác cao vì: phương pháp khối lượng, cân phải chịu ảnh hưởng mơi trường xung quanh, có gió tác động vào cân làm cho khối lượng thay đổi (khối lượng nhỏ 0,0001) số hóa chất lại dễ hút ẩm vd NaOH…Đối với phương pháp thể tích khơng chịu tác dụng mơi trường chịu tác dụng bên cạnh phương pháp thể tích cho biết gần xác điểm tương đương đâu Vì phương pháp thể tích có độ xác cao BÀI THÍ NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HĨA HỌC Phương pháp phân tích thể tích (tiếp theo)  I.Mục đích:  Nắm nguyên tắc thao tác phương pháp phân tích thể tích Thực hành phương pháp: chuẩn độ oxy hoá – khử, chuẩn độ tạo phức, chuẩn độ kết tủa  Sinh viên áp dụng kiến thức lý thuyết học lớp vào thực tế, tự lập cơng thức tính tốn hàm lượng chất cần xác định theo phương pháp chuẩn độ kỹ thuật định lượng khác II.Nội dung thí nghiệm: 1) Chuẩn độ oxy hố – khử dùng KMnO4:  Buret: chứa dung dịch KMnO4 0.05N  Erlen: Hút 10ml dung dịch mẫu chứa Fe 2+ cần xác định nồng độ, thêm 5ml dung dịch H2SO4 (1:5)  Tiến hành chuẩn độ cách nhỏ dần KMnO4 xuống bình mẫu để màu chuyển dần từ không màu sang hồng nhạt, lắc không đổi màu  Lặp lại thao tác chuẩn độ lần Phương trình phản ứng: MnO4- + 5Fe2+ + 8H+  Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O 2) Chuẩn độ tạo phức với complexon:  Buret: chứa dung dịch chuẩn Na2EDTA 0.01M  Erlen 100ml: hút xác 5ml dung dịch mẫu (chứa Ba 2+) Thêm xác 5ml dung dịch MgCl2, thêm 1ml NH2OH.HCl vài giọt thị EBT (Eriochrome T đen)  Cho 2ml dung dịch đệm có pH = 10 Sau tiến hành chuẩn độ thật nhanh cách nhỏ dần dung dịch EDTA xuống bình mẫu Khi thấy màu chuyển dần từ màu đỏ nho sang màu xanh lam dừng lại  Lặp lại thao tác chuẩn độ lần Chú ý: Chúng ta cho NH2OH.HCl vào để khử ion khác có hố trị có dung dịch hố trị thấp Do ion tạo phức bền với EDTA có màu xanh lam Phương trình phản ứng: Mg +Ind  MgInd (đỏ nho) Mg + H2EDTA  MgEDTA + H2Ind (xanh) 3) Chuẩn độ tạo tủa theo phương pháp Volhard:  Buret: chứa dung dịch KSCN 0.05N  Erlen 100ml: hút xác 5ml dung dịch mẫu (chứa I-) Thêm vào 2ml HNO3 (1:1) Lúc ta thấy dung dịch có màu vàng Sau thêm xác 15ml dung dịch AgNO3 lắc thật mạnh, ta thấy có kết tủa thêm vài giọt thị Fe(NH4)(SO4)2.12H2O  Tiến hành chuẩn độ cách nhỏ dần dung dịch KSCN xuống bình mẫu thấy màu chuyển dần từ vàng nhạt sang cam nhạt, bền dừng lại Phương trình phản ứng: Ag+ + I-  AgI  (trắng đục) Ag+ + CSN-  AgSCN  Fe3+ + SCN-  FeSCN2+ (màu đỏ cam) III.Kết thí nghiệm: 1)Thí nghiệm 1: Chuẩn độ oxy hoá – khử dùng KMnO4: VKMnO4 × C KMnO4 = V Fe + × C Fe + ⇒ C Fe + = VKMnO4 × C KMnO4 V Fe + Lần thí nghiệm Lần Lần Lần VKMnO4 (ml) C KMnO4 (N) VFe 2+ (ml) C Fe 2+ (N) 9,5 9,6 9,55 0.05 0.05 0.05 10 10 10 0,0475 0,0480 0,0478 V1 + V2 +V 9.5 + 9.6 + 9.55 = = 9.55(ml ) 3 0.0475 + 0.0480 + 0.0478 = = 0.04776( N ) VTB = C N TB C1N + C 2N + C 3N = Sai số 0.0475 + 0.0480 + 0.0478 = 0.04776 d i1 = 0.04750 − 0.04776 = 0.00026 _ x= d i = 0.048 − 0.04776 = 0.00024 _ d i = 0.00018 ⇒ S = 0.0038 d i = 0.0478 − 0.04776 = 0,00004  Vậy sai số 0.38% 2)Thí nghiệm 2: Chuẩn độ tạo phức với complexon: V EDTA × C EDTA = V Ba + × C Ba + + VMg + × C Mg + ⇒ C Ba + = V EDTA × C EDTA − VMg + × C Mg + VBa + Do MgCl2 Na2EDTA có hệ số đương lượng n = nên: N C MgCl = Lần thí nghiệm Lần Lần Lần VEDTA (ml) C EDTA (N) 55.5 55.3 55.6 0.01 0.01 0.01 N C Na = EDTA VMg 2+ (ml) 5 0.01 = 0.005 N C Mg 2+ (N) 0.005 0.005 0.005 V1 + V2 +V 55.5 + 55.3 + 55.6 = = 55.467(ml ) 3 C1N + C 2N + C 3N 0.1060 + 0.1056 + 0.1062 = = = 0.1059( N ) 3 VTB = N C TB 0.01 = 0.005 N VBa 2+ C Ba 2+ (ml) 5 (N) 0.1060 0.1056 0.1062 Sai số _ x = 0.1059 d i1 = 0.1060 − 0.1059 = 0.0001 S = 0.0022 d i = 0.1056 − 0.1059 = 0,0003 d i = 0.1062 − 0.1059 = 0.0003  Vậy sai số 0.22% 3) Thí nghiệm 3:Chuẩn độ tạo tủa theo phương pháp Volhard: V Ag + × C Ag + = VI − × C I − + V KSCN × C KSCN ⇒ C I − = Lần thí nghiệm Lần Lần Lần VKSCN (ml) C KSCN 11,7 11,5 11,6 (N) V Ag + × C Ag + − V KSCN × C KSCN VI − V Ag + (ml) C Ag + (N) VI − (ml) C I − (N) 15 15 15 0.05 0.05 0.05 5 0.033 0.035 0.034 0.05 0.05 0.05 V1 + V2 +V 11 + 11 + 11 = = 11 6(ml ) 3 C N + C 2N + C 3N 0.033 + 0.035 + 0.034 = = = 0.034( N ) 3 VTB = N CTB Sai số _ x = 0.034 d i1 = 0.033 − 0.034 = 0.001 d i = 0.035 − 0.034 = 0.001 S = 0.0196 d i = 0.034 − 0.034 =  Vậy sai số 1.96%  Nguyên nhân:  Do chủ quan người đo đọc kết khơng xác  Sai sót tiến hành thí nghiệm thêm, bớt dung dịch  Khắc phục:  Dùng loại pipet để hút dung dịch  Chất chuẩn phải pha xác, chất tạo mơi trường cần pha tương đối  Trả lời câu hỏi cuối bài: 1/ Vì HNO3 HCl phản ứng với chất chuẩn hay chất cần chuẩn nên dễ gây sai số 2/ Phải chứa dung dịch chuẩn KMnO4 chai màu nâu KMnO4 chất có tính khử mạnh nên thân bị oxy hố có ánh sáng, KMnO chất nhạy cảm với ánh sáng 3/ Không tiến hành phản ứng oxy hoá – khử với chất oxy hố KMnO mơi trường trung tính hay kiềm Vì: Mơi trường acid mơi trường khử mạnh +7 +2 nên khử Mn có màu tím hồng xuống thành Mn khơng màu dễ dàng quan sát +7 +6 Còn mơi trường trung tính khử Mn xuống thành Mn có màu Trong +7 +4 mơi trường kiềm khử Mn xuống thành Mn có màu màu khó quan sát 4/ Ta có: n ⇒ n = C M × V = 0.01 × = 0.01(mol ) V ⇒ m = n × M = 0.01 × 372 = 3.72 g CM =  Lượng Na2EDTA.2H2O 3.72g 5/ Sự pH phụ thuộc vào nhiều yếu tố có tạo phức (Do proton hố anion tạo phức hidroxo cation kim loại ), cần phải tìm khoảng pH để tạo phức tối ưu - Các thị cho phản ứng tạo phức thị axit - bazơ, tức chúng có màu phụ thuộc vào pH Nếu pH thay đổi chúng thay đổi màu sắc theo Điều vô bất lợi, chuẩn độ chủ yếu dựa vào thay đổi màu sắc dung dịch để nhận biết điểm tương đương Vì màu sắc thay đổi nhiều trình chuẩn độ điều nên tránh 6/ Khơng Vì cho Fe3+ vào chất chuẩn Fe3+ phản ứng với chất chuẩn làm thí nghiệm khơng xác dẫn đến sai số 7/ Vì mơi trường axit việc chuẩn độ xảy thuận lợi hơn, xác chọn lọc Muối ion Fe+ có tính axit nên mơi trường axit Fe+ tồn đựơc BÀI THÍ NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CƠNG CỤ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG Phương pháp phổ hấp thu phân tử vùng sóng UV-VIS  I.Mục đích: -Nắm nguyên tắc thao tác phương pháp đo độ hấp thu -Thực hành phương pháp: xác định nồng độ SiO32- nước II.Nội dung: 1)Thực hành: a)Nguyên tắc: -Dựa phản ứng xảy silic dung dịch Ammonium Molybdate tạo thành phức chất Molybdocilicic có cường độ màu tỉ lệ với hàm lượng Silic tan -Phản ứng dùng cho silic hòa tan -Để áp dụng phương pháp này, nồng độ silic hòa tan mẫu không lớn 10mg/l -Khi đo phải đối chiếu mẫu đo với mẫu trắng tiến hành nước cất với quy trình mẫu thử -Để loại PO43- sử dụng acid oxalic b)Tiến trình thực hành: -Tính tốn pha lỗng dung dịch chuẩn gốc nồng độ 1000mg/l thành dung dịch cần sử dụng nồng độ 50mg/l = 50 µ g/ml bình định mức 100ml -Sau tiến hành pha loạt dung dịch chuẩn mẫu trắng (MB) mẫu thử (M1, M2, M3) bình định mức 100ml theo bảng sau: Hóa chất V mẫu (ml) V nước cất (ml) V HCl 1:1 (ml) V thuốc thử AM (ml) Dung dịch chuẩn (6 bình) C0 C1 C2 C3 12 C4 16 C5 20 4 4 4 Dung dịch mẫu trắng mẫu thử (4 bình) MB M1 M2 M3 20 20 20 20 2 2 4 4 Lắc kỹ dung dịch, để yên 5-10 phút 5 5 5 5 5 Định mức tới vạch nước cất Đậy nắp đảo bình vài lần Để yên dung dịch 2-15 phút đo màu bước sóng 410nm Nồng độ C (mg/l) 10 cần tìm cần tìm cần tìm Độ hấp thu A ? ? ? ? ? ? ? ? V (ml) -Lưu ý: nên dùng pipet lần lấy hóa chất để tránh sai số 2)Kết quả:  Sau tiến hành đo mật độ quang dung dịch chuẩn bình mẫu chuẩn bị, ta có kết sau: Dung dịch chuẩn (6 bình) Hóa chất V mẫu (ml) V nước cất (ml) V HCl 1:1 (ml) V thuốc thử AM (ml) V (ml) Nồng độ C (mg/l) Độ hấp thu A C0 C1 C2 C3 12 C4 16 C5 20 4 4 4 Dung dịch mẫu trắng mẫu thử (4 bình) MB M1 M2 M3 20 20 20 20 2 2 4 Lắc kỹ dung dịch, để yên 5-10 phút 5 5 5 5 Định mức tới vạch nước cất Đậy nắp đảo bình vài lần Để yên dung dịch 2-15 phút đo màu bước sóng 410nm 10 - cần tìm cần tìm cần tìm 0,047 0,095 0,142 0,18 0,226 0,207 0,216 0,211  Từ kết bảng trên, tiến hành lập đường chuẩn để xác định hệ số phương trình hồi quy tuyến tính: Từ biểu đồ ta thấy phương trình đường chuẩn tìm y = 0,022x – 0,002 R2 = 0.998 Như R ≥ 0.99  thí nghiệm thành cơng Từ tính nồng độ mẫu thử sau: Ta có phương trình: y = 0,022x – 0,002 Trong đó: y độ hấp thu A (đã đo được) x nồng độ mẫu thử cần tìm Lần 1: y = 0,207; vào pt: x= 0,207 + 0,002 y + 0,002 = = 9.5 0,022 0,022 Nồng độ mẫu thử lần 1: C1 = 9.5mg/l = 0,0095g/l Lần 2: y = 0,216; vào pt: x= y + 0,002 0,216 + 0,002 = = 9.9 0,022 0,022 Nồng độ mẫu thử lần 2: C2 = 9.9mg/l = 0,0099g/l Lần 3: y = 0,211; vào pt: x= 0,211 + 0,002 0,211 + 0,002 = = 9.6 0,022 0,022 Nồng độ mẫu thử lần 3: C3 = 9.6 mg/l = 0,0096 g/l Nồng độ trung bình mẫu thử sau lần đo: C = C (1) + C (2) + C (3) 0,0095 + 0,0099 + 0,0096 = = 0,0096 g/l 3 Sai số lần thử: Lần 1: di1 = |C1 – C | = |0,0095 – 0,0096| = 0,0001 Lần 2: di2 = |C2 – C | = |0,0099 – 0,0096| = 0,0004 Lần 3: di3 = |C3 – C | = |0,0096 – 0,0096| = Sai số trung bình lần thử: d = d (i1) + d (i 2) + d (i3) 0,0001 + 0,0004 + = = 0,00016 3 Nồng độ trung bình mẫu thử: 0,00016 d C= C ± = 0,0096 ± 0,0096 = 0,0096 ± 0,016 C  Trả lời câu hỏi cuối bài: 1/Chỉ sử dụng cuvet lần đo vì: cuvet có chiều dài chiều rộng khác Nếu lần đo sử dụng cuvet khác dẫn đến sai số lớn Do đo phải sử dụng chung cuvet, lần đo song dung dịch cần làm cuvet trước đo dung dịch 2/Lọc mẫu thử trước đem tạo phức so màu: mẫu thử chuẩn bị có lẫn số cặn Nếu khơng lọc mẫu để loại bỏ cặn việc lẫn cặn mẫu làm thay đổi nhiều nồng độ mẫu Dẫn đến kết có sai số lớn Mặt khác, cặn lắng tồn chất khơng tan có khả tạo phức phải lọc mẫu để loại bỏ chúng, lấy mẫu cần sử dụng  ... thể tích có độ xác cao BÀI THÍ NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HĨA HỌC Phương pháp phân tích thể tích (tiếp theo)  I.Mục đích:  Nắm nguyên tắc thao tác phương pháp phân tích thể tích Thực hành. .. bình hút ẩm Phương pháp phân tích thể tích  I.Mục đích: -Nắm nguyên tắc thao tác phương pháp phân tích thể tích -Thực hành phương pháp: chuẩn độ acid-base, chuẩn độ oxy hóa - khử, chuẩn độ tạo...BÀI THÍ NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HĨA HỌC Phương pháp phân tích khối lượng  I.Mục đích: -Nắm nguyên tắc thao tác phương pháp phân tích khối lượng -Thực hành phương pháp: