search

Sách giáo trình hóa học phân tích lê thị trinh năm 2024

Ngày đăng: 21/04/2024
Trả lời: 0
Lượt xem: 136

Hóa học phân tích là môn khoa học nghiên cứu các phương pháp xác định thành phần hóa học của các chất và cấu trúc hóa học của nó (phân tích cấu trúc). Xác định thành phần hóa học của các chất thường trải qua hai giai đoạn: phân tích định tính và phân tích định lượng. Phân tích định tính (PTĐT) nhằm xác định sự hiện diện của các cấu tử (ion, nguyên tố, hay nhóm nguyên tố) trong mẫu phân tích và đồng thời đánh giá được sơ bộ hàm lượng của chúng: đa lượng, vi lượng hay ở dạng vết,… Phân tích định lượng (PTĐL) dùng để xác định quan hệ định lượng giữa các thành phần của chất nghiên cứu, tức là phép phân tích nhằm xác định chính xác thành phần định lượng của các cấu tử có trong mẫu phân tích và PTĐL đóng vai trò chủ yếu trong Hóa phân tích. Phương pháp PTĐL dựa trên phép đo các đặc tính hóa học, vật lý hoặc hóa lý của các chất hay của các phản ứng hóa học. Các phương pháp PTĐL bao gồm phương pháp hóa học, phương pháp vật lý, phương pháp hóa lý.

Cuốn sách Hóa phân tích được biên soạn với mục đích làm giáo trình giảng dạy cho các sinh viên chuyên hóa, học môn học Hóa phân tích thuộc ngành Công nghệ Hóa học. Nội dung của giáo trình Hóa phân tích gồm 10 chương. Các chương 1, 2, 3 trình bày về các vấn đề cơ bản của hóa phân tích, cho người đọc có một cách nhìn tổng quan về ngành hóa phân tích, trình bày cụ thể các loại nồng độ sử dụng trong các môn học liên quan đến hóa học và tính toán về nồng độ dung dịch, các loại sai số của dữ liệu thực nghiệm, xử lý thống kê dữ liệu thực nghiệm và trình bày kết quả phân tích. Chương 4 trình bày cách tính toán nồng độ cân bằng các cấu tử trong dung dịch và xác định pH của dung dịch acid-base. Các chương 5 đến 10 trình bày các phương pháp định lượng hóa học như phương pháp phân tích trọng lượng, các phương pháp phân tích thể tích bao gồm phương pháp chuẩn độ acid-base, tạo phức, kết tủa và oxy hóa khử. Cuối mỗi chương có phần bài tập và lời giải một số bài tập điển hình. Phần lớn bài tập ở mức độ trung bình để giúp sinh viên làm sáng tỏ lý thuyết, suy luận và kết nối kiến thức.

DDC 543 Tác giả CN Lê Thị Trinh Nhan đề Giáo trình hóa học phân tích : / Lê Thị Trinh Nhan đề Dành cho sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật môi trường Thông tin xuất bản H. : Khoa học và Kỹ thuật, 2017 Mô tả vật lý 220tr. ; 24cm Tóm tắt Trình bày đại cương về hoá học phân tích, phương pháp phân tích định lượng - nhóm các phương pháp phân tích hoá học, nhóm các phương pháp phân tích hoá lý và đánh giá độ tin cậy của số liệu phân tích Từ khóa tự do Giáo trình Từ khóa tự do Hóa học Từ khóa tự do Hóa phân tích Môn học Khoa học tự nhiên Tác giả(bs) CN Đỗ Văn Huê

00000000nam

a2200000ui

45000012208200211004678D8CC3-3F28-4710-963A-8BBE60252766005202305111116008081223s2017 vm| vie 0091 0 039|a20230511111630|bphamhuong|c20230203103255|dphamhuong|y20230201155600|zphamhuong082 |a543|bL250GI100 |aLê Thị Trinh245 |aGiáo trình hóa học phân tích : / |cLê Thị Trinh245|bDành cho sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật môi trường260 |aH. : |bKhoa học và Kỹ thuật, |c2017300 |a220tr. ; |c24cm520 |aTrình bày đại cương về hoá học phân tích, phương pháp phân tích định lượng - nhóm các phương pháp phân tích hoá học, nhóm các phương pháp phân tích hoá lý và đánh giá độ tin cậy của số liệu phân tích653 |aGiáo trình653 |aHóa học653 |aHóa phân tích690|aKhoa học tự nhiên691|aKhoa học vật chất692|aHóa học700 |aĐỗ Văn Huê890|a0|b2|c0|d0

Giáo trình Hóa học phân tích - Phần 1 có kết cấu nội dung gồm 3 chương đầu trình bày một số kiến thức về dung dịch chất điện ly - cân bằng hóa học, đại cương về phân tích khối lượng và phân tích thể tích, cân bằng axít - bazơ, chuẩn độ axít bazơ. Mời các bạn cùng tham khảo.

  • 1. YÊU LY TS PHAN THỊ ANH ĐÀO HÓA PHÂN TÍCH (Dùng cho sinh viên hệ không chuyên hóa)
  • 2. YÊU LY TS. PHAN THỊ ANH ĐÀO HÓA PHÂN TÍCH (DÙNG CHO SINH VIÊN HỆ KHÔNG CHUYÊN HÓA) NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
  • 3. sách Hóa phân tích được biên soạn với mục đích làm giáo trình giảng dạy cho sinh viên học môn học Hóa phân tích thuộc các ngành không chuyên hóa như công nghệ Thực phẩm, Công nghệ Vật liệu, Công nghệ Môi trường... Hóa học phân tích là xác định sự hiện diện của chất (phân tích định tính), hàm lượng của mỗi thành phần (phân tích định lượng) và cấu trúc hóa học của nó (phân tích cấu trúc). Dựa vào bản chất của phương pháp phân tích, hóa học phân tích định lượng được chia thành hai nhóm lớn (các phương pháp hóa học, các phương pháp vật lý và hóa lý). Nội dung của giáo trình này chủ yếu trình bày về các phương pháp định lượng hóa học. Nội dung của giáo trình Hóa phân tích này gồm 9 chương. Các chương 1, 2 trình bày về các vấn đề cơ bản của hóa phân tích, các cách biểu thị và tính toán về nồng độ dung dịch. Các chương 4 đến 8 trình bày các phương pháp định lượng hóa học như phương pháp phân tích trọng lượng, các phương pháp phân tích thể tích bao gồm phương pháp chuẩn độ acid-base, tạo phức, kết tủa và oxy hóa khử. Chương 9 trình bày các loại sai số, xử lý thống kê dữ liệu thực nghiệm và cách trình bày kết quả phân tích. Cuối mỗi chương có phần bài tập. Phần lớn các bài tập có độ khó ở mức độ trung bình để giúp sinh viên làm sáng tỏ lý thuyết, suy luận và kết nối kiến thức. Trong chương trình đào tạo hệ đại học, hóa học phân tích rất quan trọng, không những trong các ngành Hóa học nói riêng mà còn trong các ngành khoa học khác như: Vật liệu, Y học, Nông nghiệp, Lâm nghiệp, Dược học,... Môn học cung cấp cho sinh viên những kiến thức cần thiết để học các môn học chuyên ngành khác đồng thời trang bị cho sinh viên các phương pháp phân tích phục vụ cho nghiên cứu khoa học và làm đồ án tốt nghiệp. Chúng tôi soạn giáo trình này nhằm mục đích trang bị cho sinh viên các ngành: Công nghệ Thực phẩm, Công nghệ Vật liệu, Công nghệ Môi trường, Kinh tế Gia đình có kiến thức cơ bản nhất về Hóa phân tích, giúp cho sinh viên có vốn kiến thức trong quá trình học tập trên ghế nhà trường cũng như sau khi ra trường để có thể bắt tay vào công việc chuyên môn của họ, đủ điều kiện làm việc với những công việc liên quan đến Hóa Phân tích.
  • 4. biên soạn, nhóm tác giả đã có nhiều cố gắng, tuy vậy vẫn khó tránh khỏi những thiếu sót hoặc chưa phù hợp. Tác giả rất mong nhận được những chỉ dẫn, đóng góp của đồng nghiệp và các em sinh viên để cuốn sách ngày càng có chất lượng cao hơn. Các tác giả
  • 5. VIẾT TẮT ..........................................................................12 CHƯƠNG I: ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA PHÂN TÍCH ..........................13 1.1. ĐỐI TƯỢNG CỦA HÓA PHÂN TÍCH...........................................13 1.2. PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG..........................................................................................13 1.2.1. Phân loại theo bản chất của phương pháp............................14 1.2.2. Phân loại theo lượng mẫu phân tích hay kỹ thuật phân tích................................................................................15 1.3. CÁC BƯỚC THỰC HIỆN CỦA MỘT QUY TRÌNH PHÂN TÍCH...................................................................................16 1.3.1. Xác định đối tượng – Mẫu thử .............................................16 1.3.2. Lựa chọn phương pháp.........................................................16 1.3.3. Lấy mẫu thử và bảo quản mẫu .............................................16 1.3.4. Xử lý mẫu thử – Tiến hành đo các chất phân tích................17 1.3.5. Tính toán – xử lý kết quả phân tích......................................17 1.4. CHỮ SỐ CÓ NGHĨA VÀ LÀM TRÒN SỐ ....................................17 1.4.1. Chữ số có nghĩa trong số đo trực tiếp ..................................18 1.4.2. Chữ số có nghĩa trong số đo gián tiếp..................................20 1.4.3. Cách làm tròn số...................................................................22 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP........................................................................23 CHƯƠNG II: NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH .............................................24 2.1. ĐỊNH NGHĨA DUNG DỊCH ...........................................................24 2.2. CÁC CÁCH BIỂU DIỄN NỒNG ĐỘ..............................................24 2.2.1. Nồng độ mol.........................................................................25 2.2.2. Nồng độ phần trăm...............................................................26 2.2.3. Nồng độ phần triệu và nồng độ phần tỷ ...............................26 2.2.4. Nồng độ đương lượng ..........................................................26
  • 6. (titre) ....................................................................31 2.3. TÍNH TOÁN VỀ NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH....................................33 2.3.1. Bài toán về pha dung dịch....................................................33 2.3.2. Bài toán về chuyển đổi nồng độ...........................................34 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP........................................................................37 CHƯƠNG III: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG........... 40 3.1. NGUYÊN TẮC CHUNG CỦA PHƯƠNG PHÁP...........................40 3.2. PHÂN LOẠI.....................................................................................41 3.2.1. Phương pháp tách.................................................................41 3.2.2. Phương pháp chưng cất........................................................41 3.2.3. Phương pháp kết tủa.............................................................42 3.3. TÍNH TOÁN TRONG PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG .....................43 3.4. CÁC THAO TÁC CƠ BẢN CỦA PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG KẾT TỦA ..................................................45 3.3.1. Hòa tan mẫu phân tích..........................................................45 3.3.2. Kết tủa ..................................................................................46 3.3.3. Lọc kết tủa và rửa kết tủa.....................................................49 3.3.4. Sấy và nung kết tủa ..............................................................50 3.3.5. Cân .......................................................................................51 3.5. PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG ............... 51 CHƯƠNG IV: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH .............54 4.1. NGUYÊN TẮC VÀ MỘT SỐ KHÁI NIỆM ...................................54 4.1.1. Nguyên tắc............................................................................54 4.1.2. Các khái niệm.......................................................................55 4.2. YÊU CẦU CỦA PHẢN ỨNG HÓA HỌC DÙNG TRONG CHUẨN ĐỘ...................................................................................57 4.3. PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH...............................................................................................58
  • 7. acid base.........................................................58 4.3.2. Phương pháp oxy hóa khử....................................................58 4.3.3. Phương pháp chuẩn độ tạo phức ..........................................58 4.3.4. Phương pháp chuẩn độ kết tủa .............................................58 4.4. TÍNH KẾT QUẢ TRONG PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ............58 4.5. CÁCH PHA CHẾ DUNG DỊCH CHUẨN.......................................60 4.6. HỆ SỐ HIỆU CHỈNH.......................................................................61 4.7. KỸ THUẬT CHUẨN ĐỘ................................................................63 4.7.1. Kỹ thuật chuẩn độ trực tiếp..................................................63 4.7.2. Kỹ thuật chuẩn độ ngược hay chuẩn độ thừa trừ .................63 4.7.3. Kỹ thuật chuẩn độ thế...........................................................64 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP........................................................................66 CHƯƠNG V: PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID - BASE ...........68 5.1. NGUUYÊN TẮC CỦA PHƯƠNG PHÁP TRUNG HÒA...............68 5.2. CHỈ THỊ TRONG PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID BASE..............................................................................................69 5.2.1. Khái niệm .............................................................................69 5.2.2. Khoảng pH chuyển màu của chỉ thị acid – base. .................69 5.2.3. Chỉ số chuẩn độ pT của chất chỉ thị .....................................71 5.2.4. Nguyên tắc chọn chỉ thị........................................................72 5.3. CÁCH XÁC ĐỊNH ĐIỂM TƯƠNG ĐƯƠNG.................................73 5.4. NGUYÊN TẮC XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐỊNH PHÂN ACID- BASE..................................................................................73 5.5. CÁC TRƯỜNG HỢP ĐỊNH PHÂN ................................................74 5.5.1. Định phân dung dịch acid mạnh bằng base mạnh hay ngược lại.........................................................................74 5.5.2. Sai số chuẩn độ.....................................................................82 5.5.3. Định phân acid yếu bằng base mạnh hay ngược lại .............83 5.5.4. Định phân base yếu bằng acid mạnh hay ngược lại.............90
  • 8. một acid yếu bằng một base yếu hay ngược lại ...............................................................................94 5.5.6. Điều kiện định phân riêng biệt một acid (hay base) trong hỗn hợp hai acid (hay base).........................................94 5.5.7. Định phân một đa acid .........................................................95 5.5.8. Định lượng một đa base .......................................................99 5.5.9. Chuẩn độ hỗn hợp các đơn acid và đơn base .....................102 5.6. DUNG DỊCH ĐỆM ........................................................................103 5.6.1. Thành phần của dung dịch đệm..........................................104 5.6.2. Tính pH của dung dịch đệm – phương trình Henderson – Hasselbalch...................................................104 5.6.3. Đệm năng ...........................................................................106 5.6.4. Các yếu tố ảnh hưởng tới giá trị pH của dung dịch đệm ........107 5.6.5. Pha chế dung dịch đệm.......................................................107 5.7. ỨNG DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID BASE............................................................................................108 5.7.1. Điều chế dung dịch tiêu chuẩn các acid base.....................108 5.7.2. Xác định một số nguyên tố.................................................109 5.7.3. Định lượng các hợp chất vô cơ ..........................................110 5.7.4. Định lượng các nhóm chức hữu cơ ....................................111 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP......................................................................114 CHƯƠNG VI: PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ TẠO PHỨC...........118 6.1. ĐẠI CƯƠNG VỀ PHỨC CHẤT....................................................118 6.1.1. Định nghĩa..........................................................................118 6.1.2. Hằng số cân bằng tạo phức ................................................119 6.2. PHỨC CHẤT CỦA KIM LOẠI VỚI COMPLEXON...................121 6.2.1. Định nghĩa và cấu tạo của complexon ...............................121 6.2.2. Phản ứng tạo phức của ion kim loại với EDTA .................122 6.2.3. Độ bền vững của các complexonat – Hằng số tạo thành ...........................................................................................122
  • 9. của pH đến cân bằng tạo phức. Hằng số cân bằng biểu kiến ..............................................................123 6.2.5. Sự cạnh tranh của EDTA với phối tử tạo phức khác..........128 6.3. ĐƯỜNG BIỂU DIỄN CHUẨN ĐỘ BẰNG EDTA.......................129 6.3.1. Dựng đường cong chuẩn độ ...............................................130 6.3.2. Đường cong chuẩn độ trong sự có mặt của ammonia........134 6.3.3. Chất chỉ thị cho chuẩn độ EDTA .......................................136 6.4. CÁC KỸ THUẬT CHUẨN ĐỘ BẰNG DUNG DỊCH EDTA ...........................................................................................139 6.4.1. Phương pháp chuẩn độ trực tiếp.........................................139 6.4.2. Chuẩn độ ngược .................................................................140 6.4.3. Chuẩn độ thế.......................................................................140 6.4.4. Chuẩn độ gián tiếp..............................................................141 6.5. CÁC CÁCH CHUẨN ĐỘ KHÁC..................................................141 6.5.1. Chuẩn độ với chỉ thị acid – base ........................................141 6.5.2. Chuẩn độ chỉ thị oxy hóa khử ............................................141 6.6. ỨNG DỤNG CỦA CHUẨN ĐỘ COMPLEXON..........................141 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP......................................................................143 CHƯƠNG VII: PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ KẾT TỦA ............145 7.1. ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ KẾT TỦA.....................................................................................145 7.2. ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ....................................................................147 7.2.1. Khảo sát sự biến đổi nồng độ Ag+ và Cl- trong quá trình định lượng. .................................................................147 7.2.2. Nhận xét .............................................................................149 7.3. CHUẨN ĐỘ HỖN HỢP.................................................................151 7.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐIỂM TƯƠNG ĐƯƠNG .......................................................................................152 7.4.1. Phương pháp Mohr.............................................................152 7.4.2. Phương pháp Volhard ........................................................154
  • 10. Fajans ...........................................................156 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP......................................................................159 CHƯƠNG VIII: CHUẨN ĐỘ OXY HÓA – KHỬ...........................161 8.1. KHÁI QUÁT VỀ PHẢN ỨNG OXY HÓA – KHỬ......................161 8.1.1. Khái niệm phản ứng oxy hóa – khử ...................................161 8.1.2. Ảnh hưởng của nồng độ – phương trình Nernst.................162 8.1.3. Ảnh hưởng của pH đến thế oxy hóa – khử.........................164 8.2. CHUẨN ĐỘ OXY HÓA – KHỬ ...................................................166 8.2.1. Nguyên tắc..........................................................................166 8.2.2. Xác định thế tại điểm tương đương....................................168 8.3. ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ CỦA PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA – KHỬ..........................................................................................170 8.3.1. Trường hợp khi số electron trao đổi trong các bán phản ứng oxy hóa và khử là bằng nhau ..............................171 8.3.2. Trường hợp số electron trao đổi trong các bán phản ứng oxy hóa và khử là khác nhau .......................................175 8.4. CHỈ THỊ SỬ DỤNG TRONG PHẢN ỨNG OXY HÓA – KHỬ.............................................................................................179 8.5. PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ OXY HÓA – KHỬ ................................................................................182 8.5.1. Phương pháp pemanganate.................................................182 8.5.2. Phương pháp iod ................................................................185 8.5.3. Phương pháp dicromate......................................................188 CHƯƠNG IX: XỬ LÝ SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM TRONG PHÂN TÍCH.........................................................................................194 9.1. MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA ................................................................194 9.1.1. Trung bình và trung vị........................................................194 9.1.2. Độ chính xác (precision) ....................................................195 9.1.3. Độ đúng (acuracy)..............................................................196
  • 11. độ chính xác và độ đúng.....................................197 9.2. CÁC LOẠI SAI SỐ........................................................................197 9.2.1. Sai số hệ thống ...................................................................198 9.2.2. Sai số thô............................................................................200 9.2.3. Sai số ngẫu nhiên................................................................200 9.3. ĐỊNH LUẬT PHÂN BỐ GAUSSIAN...........................................201 9.3.1. Hàm phân bố Gaussian.......................................................201 9.3.2. Diện tích của đường Gaussian- xác suất tin cậy p..............203 9.4. CÁC ĐẠI LƯỢNG THỐNG KÊ ĐẶC TRƯNG CHO ĐỘ PHÂN TÁN..................................................................................204 9.5. QUY LUẬT LAN TRUYỀN SAI SỐ NGẪU NHIÊN..................207 9.6. XỬ LÝ THỐNG KÊ CÁC DỮ LIỆU THỰC NGHIỆM ...............209 9.6.1. Loại bỏ dữ liệu ngoại lai.....................................................210 9.6.2. Giới hạn tin cậy..................................................................211 9.6.3. Xác định sai số hệ thống của phương pháp........................214 9.6.4. So sánh độ chính xác của hai kết quả thực nghiệm - Chuẩn F...............................................................................215 9.6.5. So sánh hai giá trị trung bình .............................................217 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP......................................................................221 ĐÁP SỐ BÀI TẬP................................................................................223 TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................233 PHỤ LỤC .............................................................................................234
  • 12. TẮT CSCN CSBĐ DD HPT HTB h NĐ oh PPPT PTĐL TĐ Chữ số có nghĩa Chữ số bất định Dung dịch Hóa phân tích Hồ tinh bột Nồng độ cân bằng của ion H+ trong dung dịch Nồng độ Nồng độ cân bằng của ion OH- trong dung dịch Phương pháp phân tích Phân tích định lượng Tương đương
  • 13. VỀ HÓA PHÂN TÍCH MỤC TIÊU - Xác định được đối tượng, nhiệm vụ của hóa học phân tích - Nắm được nguyên tắc của phân tích định lượng - Giải thích được các bước thực hiện của quá trình phân tích 1.1. ĐỐI TƯỢNG CỦA HÓA PHÂN TÍCH Môn học nghiên cứu xây dựng, phát triển và ứng dụng các phương pháp cho phân tích hóa học được gọi là hóa học phân tích. Phân tích một chất về mặt hóa học là xác định trong chất đó có những thành phần nào (định tính), hàm lượng của mỗi thành phần (định lượng) và cấu trúc hóa học của nó, đó chính là nội dung của phân tích hóa học. Phân tích định lượng thường được phân chia thành phân tích vô cơ và phân tích hữu cơ. Cả hai ngành đều có thể coi là cùng dựa trên cơ sở lý thuyết như nhau hay gần nhau. Tuy vậy, để tiến hành phân tích vô cơ, phải có những chuẩn bị trước hết về kiến thức vô cơ, đại cương. Để tiến hành phân tích hữu cơ, phải có những chuẩn bị trước về kiến thức hóa hữu cơ. Những nguyên lý chung về hóa học phân tích được minh họa tốt bằng các ví dụ vô cơ, vì vậy trong các giáo trình cơ sở về hóa phân tích định lượng thường lấy ví dụ về hóa vô cơ. PTĐL cho phép xác định: - Công thức phân tử. - Hàm lượng hay nồng độ của chất cần xác định. - Hàm lượng của tất cả hay một vài nguyên tố hoặc ion. - Hàm lượng của tất cả hay một vài cấu tử chủ yếu trong hỗn hợp. - Hàm lượng của cấu tử dạng vết hay vi tạp chất có trong các chất đặc biệt tinh khiết. - Hàm lượng của các gốc, các nhóm chức. - Thành phần từng pha của hệ dị thể… 1.2. PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG Căn cứ vào tính chất của mẫu vật nghiên cứu, vào loại tính chất của phản ứng, các hiện tượng, các dấu hiệu về đặc tính hóa lý và căn cứ vào
  • 14. hành, khả năng máy móc và dụng cụ mà người ta phân chia phân tích định lượng thành nhiều loại, trong đó phổ biến nhất là cách phân loại dựa vào bản chất (hay đặc điểm) của phương pháp hoặc dựa vào hàm lượng của cấu tử trong mẫu phân tích. 1.2.1. Phân loại theo bản chất của phương pháp Theo cách phân loại này có thể chia phương pháp phân tích định lượng thành hai nhóm lớn: các phương pháp hóa học, các phương pháp vật lý và hóa lý.  Phương pháp hóa học: Dựa chủ yếu trên việc áp dụng các phản ứng hóa học có liên quan đến cấu tử phân tích. Chẳng hạn, để xác định hàm lượng cấu tử M có trong chất phân tích, người ta cho nó tác dụng với một thuốc thử R, phản ứng xảy ra hoàn toàn theo quan hệ hợp thức M + nR ⇌ MRn. Để xác định M có thể dùng dư thuốc thử R. Sau đó tách sản phẩm tạo thành thường ở dạng kết tủa ít tan. Dựa vào kết tủa thu được có thể tính được hàm lượng M trong chất phân tích. Phương pháp này dựa chủ yếu vào lượng cân sản phẩm nên thường được gọi là phương pháp phân tích khối lượng. Để xác định M có thể cho một lượng chính xác thuốc thử R đủ tác dụng vừa hết với M. Thông thường người ta đo thể tích của dung dịch thuốc thử R có nồng độ chính xác đã biết và từ đó tính được lượng cấu tử cần xác định M. Phương pháp phân tích như vậy gọi là phương pháp phân tích thể tích. Các phương pháp phân tích khối lượng và thể tích đã có từ lâu và là phương pháp phân tích cơ bản, được dùng đầu tiên trong phương pháp phân tích định lượng. Vì vậy, đôi khi người ta gọi phương pháp này là các phương pháp kinh điển. Phương pháp này có ưu điểm đơn giản và dễ ứng dụng rộng rãi mọi nơi.  Phương pháp vật lý và hóa lý Đây là các phương pháp phân tích dựa vào mối quan hệ giữa thành phần hóa học và tính chất vật lý hoặc hóa lý của các chất. Các phương pháp vật lý dựa trên việc đo một tính chất nào đó của đối tượng phân tích mà không cần phải sử dụng các phản ứng hóa học (ví dụ như độ khúc xạ, năng suất quay cực, sự hấp thụ, bứt xạ hoặc phát xạ của nguyên tử, phân tử, độ dẫn điện, điện thế…). Tính chất này là hàm của nồng độ hay của khối lượng cấu tử cần xác định. Ví dụ cường độ màu của dung dịch K2CrO4 tỷ lệ thuận với nồng độ của chất này trong
  • 15. Vì vậy có thể đo độ hấp thụ ánh sáng của dung dịch này ở một bước sóng xác định để suy ra nồng độ của dung dịch K2CrO4. Phương pháp vật lý có một số ưu điểm so với phương pháp hóa học như có thể tách được các nguyên tố khó bị tách bởi phương pháp hóa học, dễ áp dụng cho các quá trình tự động hóa. Phương pháp hóa lý là phương pháp phân tích dựa trên sự kết hợp giữa phương pháp hóa học và phương pháp vật lý, có nghĩa là phải sử dụng phản ứng hóa học để chuyển cấu tử phân tích thành dạng có tính chất vật lý thích hợp để có thể đo được. Chẳng hạn, để định lượng Mn tồn tại ở dạng Mn2+ , phải tiến hành oxy hóa ion này thành MnO4 - có màu tím đặc trưng. Bằng cách đo độ hấp thụ của MnO4 - có thể suy ra nồng độ ion Mn2+ . Mặc dù xuất hiện khá lâu sau các phương pháp phân tích hóa học, các phương pháp phân tích hóa lý lại được phát triển và hiện đại hóa rất nhanh, được sử dụng ngày càng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm nghiên cứu khoa học và trong cả các phòng thí nghiệm nhà máy, xí nghiệp. Nguyên tắc chung của phương pháp này là dùng biện pháp thích hợp tác động lên đối tượng nghiên cứu và ghi nhận sự thay đổi tham số hóa lý của đối tượng nghiên cứu sau khi được tác động. Để quan sát và ghi nhận các tham số hóa lý của đối tượng nghiên cứu đòi hỏi phải sử dụng các công cụ và thiết bị khá tinh vi, phức tạp. Vì lý do này, các phương pháp vật lý và hóa lý thường được gọi là các phương pháp phân tích công cụ. Ưu điểm của phương pháp này là nhanh, độ chính xác cao, lượng mẫu sử dụng ít, được dùng trong các phép phân tích lượng vết. 1.2.2. Phân loại theo lượng mẫu phân tích hay kỹ thuật phân tích Tùy theo lượng mẫu thử cần thiết để thực hiện phân tích theo một quy trình nào đó, người ta phân biệt: - Phân tích thô (macro): lượng mẫu thử từ 0,1g trở lên. - Phân tích bán vi lượng (semimicro): lượng mẫu thử từ 10-2 đến 10-1 g. - Phân tích vi lượng (micro): lượng mẫu thử từ 10-3 đến 10-2 g. - Phân tích dưới vi lượng (submicro): lượng mẫu thử từ 10-4 đến 10-3 g. - Phân tích siêu vi lượng (ultramicro): lượng mẫu thử dưới 0,1mg. Phân tích bán vi lượng ngày càng phát triển vì dùng ít mẫu, kỹ thuật tương đối đơn giản, có thể dùng trong phòng thí nghiệm hay nơi
  • 16. tích vi lượng và siêu vi lượng đòi hỏi những điều kiện nghiêm ngặt hơn. Trong một mẫu thử, nếu một thành phần có lượng 1% trở lên được gọi là thành phần chính, 0,01 – 1% là thành phần thứ yếu, < 0,01% là thành phần vết. Do sự phát triển của các thiết bị công nghệ cao nên giới hạn định lượng có thể đạt được thấp hơn nhiều 0,01%. Phân tích ở mức ppm (cỡ g = 10-6 g) là phân tích vết (trace analysis), ở mức ppb (cỡ ng = 10-9 g) là phân tích siêu vết (ultratrace analysis). 1.3. CÁC BƯỚC THỰC HIỆN CỦA MỘT QUY TRÌNH PHÂN TÍCH 1.3.1. Xác định đối tượng - Mẫu thử Đầu tiên phải xác định rõ mục tiêu (cần những thông tin gì) và yêu cầu phân tích (định tính hay định lượng). Mẫu phân tích có thể là các nguyên liệu, nhiên liệu, bán thành phẩm hoặc thành phẩm, có thể đóng gói hoặc không đóng gói. Thu thập thông tin về mẫu thử: bản chất, nguồn gốc, cách lấy mẫu, tình trạng mẫu và bảo quản mẫu. 1.3.2. Lựa chọn phương pháp Phương pháp thích hợp là phương pháp có độ nhạy, độ chọn lọc, tốc độ phân tích cao và cho kết quả gần với kết quả thực. Lựa chọn phương pháp phân tích dựa trên những thông tin có trước như: cỡ mẫu phân tích, phương tiện phân tích, yêu cầu phân tích,… Kết quả phân tích phụ thuộc nhiều vào sự lựa chọn phương pháp. 1.3.3. Lấy mẫu thử và bảo quản mẫu Đây là bước quan trọng nhất trong cả quy trình phân tích tuy nhiên ytz thường bị xem nhẹ. Nó được coi là khâu gây sai số nhiều nhất, ảnh hưởng lớn nhất đến độ tin cậy của kết quả. Khi xây dựng chương trình lấy mẫu cần lưu ý: - Mục tiêu của phân tích mẫu. - Tính chất của quần thể mẫu: trạng thái vật lý (lỏng, rắn, khí) ở dạng đồng thể hay dị thể. - Số mẫu cần lấy và tần suất lấy mẫu. Có thể phân thành 4 cách lấy mẫu chính: - Mẫu đại diện: đây là cách lấy mẫu đại diện cho quần thể.
  • 17. lọc: Lấy mẫu cho một mục tiêu xác định, chẳng hạn lấy mẫu ở lô nghi ngờ không đạt chất lượng. - Mẫu ngẫu nhiên: Lấy ngẫu nhiên để đánh giá thống kê số liệu, có thể lấy ngẫu nhiên đơn, ngẫu nhiên nhiều tầng, ngẫu nhiên hệ thống. - Mẫu tổ hợp: mẫu bao gồm nhiều phần lấy ở cùng một thời điểm từ quần thể sao cho đại diện được tính chất của quần thể đó.  Bảo quản mẫu Mẫu phân tích sau khi lấy cần được bảo quản trong điều kiện thích hợp (bao bì, nhiệt độ, độ ẩm,…) nhằm mục tiêu đảm bảo độ ổn định của nó. 1.3.4. Xử lý mẫu thử - Tiến hành đo các chất phân tích Trước khi phân tích, mẫu thử cần được xử lý bằng các quá trình vật lý, hóa học thích hợp như: - Sấy khô, nghiền nhỏ, nung chảy hoặc hòa tan trong dung môi thích hợp (dung dịch acid, base, dung môi hữu cơ). - Loại tạp chất trở ngại hoặc tách lấy chất cần phân tích thông qua thẩm tích, chiết bằng dung môi hữu cơ, chiết pha rắn,… - Thực hiện các phản ứng hóa học để chuyển chất phân tích thành dẫn chất có thể phát hiện được, đo lường được. Sau khi mẫu được xử lý, sử dụng những dụng cụ, điều kiện thực nghiệm, máy móc thích hợp, hiệu chuẩn thiết bị để đo các chất cần phân tích. Công việc phân tích có thể lặp lại nhiều lần để có đủ thông tin đảm bảo độ tin cậy của kết quả. 1.3.5. Tính toán – xử lý kết quả phân tích Các dữ liệu thu được, được xử lý theo toán thống kê để đánh giá độ tin cậy của kết quả thu được. Các bước trên liên quan mật thiết với nhau và ảnh hưởng lẫn nhau. Trong thực tế, tùy theo từng trường hợp cụ thể, các bước tiến hành trên được đơn giản hóa hoặc bỏ qua một số bước, hoặc thực hiện đúng các bước trên. 1.4. CHỮ SỐ CÓ NGHĨA VÀ LÀM TRÒN SỐ Một dữ liệu phân tích thu được từ đo lường trực tiếp hoặc tính toán gián tiếp đều phải ghi bằng các chữ số có nghĩa (CSCN). Để ghi đúng CSCN, cần thiết phải nắm vững về quy tắc CSCN. Quy tắc CSCN đưa ra
  • 18. ước về ghi chép và làm tròn các số liệu trong đo lường mà mọi nhà nghiên cứu thực nghiệm cần phải tuân thủ. 1.4.1. Chữ số có nghĩa trong số đo trực tiếp Chữ số có nghĩa bao gồm các chữ số tin cậy cùng với một chữ số không tin cậy (chữ số bất định, CSBĐ). - Chữ số có nghĩa không tin cậy: là chữ số đứng sau cùng về bên phải của số đo. Chỉ có duy nhất một CSCN không tin cậy trong mỗi số đo. - Chữ số có nghĩa tin cậy: là tất cả các chữ số đứng trước CSCN không tin cậy và tận cùng về bên trái bằng một chữ số khác chữ số 0. Một số đo có thể có một hay nhiều CSCN tin cậy. Càng nhiều CSCN thì phép đo càng chính xác. Về nguyên tắc, số liệu phải được ghi sao cho chỉ một số cuối cùng là còn nghi ngờ, mọi chữ số còn lại là chắc chắn. Như vậy dữ liệu phân tích phải được trình bày sao cho phản ánh được độ tin cậy của phép đo. Một số đo trực tiếp có thể có nhiều CSCN tin cậy (chữ số chắc chắn) nhưng duy nhất chỉ có một CSCN không tin cậy (chữ số nghi ngờ) đứng ở sau cùng kể từ trái sang phải. CSCN phản ảnh mức độ chính xác của dụng cụ đo lường. Ví dụ 1.1 Số 6,2345: có năm chữ số có nghĩa, có bốn chữ số tin cậy (6, 2, 3, 4) và có một chữ số bất định (5). Đối với kết quả đo trực tiếp, dựa vào thông số kỹ thuật của thiết bị đo để ghi chữ số tin cậy và chữ số bất định. Khi đọc thể tích trên thang đo ghi trên burette được chia độ đến 0,1ml, thì kết quả phải được ghi đến chữ số chỉ phần trăm ml vì phần mười ml là số chắc chắn (tin cậy), còn phần trăm ml là số ghi ngờ (bất định). Ví dụ: Ðọc thể tích trên burette, ghi được số đo là 23,45 ml. Số này có tất cả bốn CSCN, phân loại như sau: 5 là CSCN không tin cậy. 2, 3, 4 là các chữ số có nghĩa tin cậy. Sở dĩ gọi các chữ số 2, 3, 4 là CSCN tin cậy là vì trên burette có chia độ chính xác đến 0,1 ml thì ai cũng đọc thấy rõ chữ số này. Chữ số 5
  • 19. không tin cậy vì mực chất lỏng nằm khoảng giữa hai vạch chia, nhiều người đọc phải ước lượng bằng mắt và do đó có sự chênh lệch, có khi đọc thành 23,44 ml hoặc 23,46 ml.  Quy tắc xác định chữ số có nghĩa - Quy tắc 1: Tất cả các chữ số khác không đều là CSCN Ví dụ 1.2 1,23 : có 3 CSCN 0,987 : có 3 CSCN 0,00245 : có 3 CSCN 45 : có 2 CSCN - Quy tắc 2: Đối với số “0”: Số “0” không là số có nghĩa khi nó đứng trước số khác không. Số “0” là số có nghĩa khi chữ số 0 đứng giữa hoặc đứng sau các chữ số khác không. Ví dụ 1.3 106 : có 3 CSCN 0,106 : có 3 CSCN 0,0106 : có 3 CSCN 0,1060 : có 4 CSCN Ví dụ 1.4 V = 28,75 ml : có 4 CSCN, “5” là CSBĐ m = 0,0020 g : có 2 CSCN, “0” là CSBĐ m = 4,06 g : có 3 CSCN, “6” là CSBĐ d = 0,15 cm : có 2 CSCN, “5” là CSBĐ. -Quy tắc 3: Đối với dạng số lũy thừa thập phân, chữ số ở phần nguyên là CSCN, bậc lũy thừa không là CSCN.
  • 20. = 8,40.10-4 có 3 CSCN (cách biểu diễn ký hiệu khoa học) 2,4 g=2,4.103 mg có 2 CSCN (bảo toàn CSCN khi chuyển đổi đơn vị) 1.4.2. Chữ số có nghĩa trong số đo gián tiếp Như đã định nghĩa, số đo gián tiếp là số đo tính được từ các số đo trực tiếp thông qua một hoặc vài biểu thức toán học nào đó. Sai số của số đo trực tiếp có ảnh hưởng đến kết quả của số đo gián tiếp, nên số đo gián tiếp cũng phải được ghi chép theo nguyên tắc của CSCN. - Đối với phép cộng trừ: chỉ giữ lại ở kết quả cuối cùng số thập phân bằng đúng số thập phân của số hạng có số thập phân ít nhất. Ví dụ 1.6 - Đối với phép nhân và chia: cần giữ lại ở kết quả cuối cùng số CSCN bằng đúng số chữ số có nghĩa của thừa số có số CSCN ít nhất Ví dụ 1.7 - Đối với phép lũy thừa hoặc căn số: Khi nâng lên lũy thừa hoặc lấy căn số, trong đó số phải nâng lên luỹ thừa hoặc con số ở dưới căn số
  • 21. CSCN thì ta cũng giữ nguyên bấy nhiêu CSCN trong kết quả. Ví dụ: 0,252 = 0,0626 ≈ 0,062. - Đối với phép logarit: Khi lấy logarit của một số, số chữ số bên phải dấu thập phân phải bằng số chữ số có nghĩa ở số ban đầu. Ví dụ 1.8 - log 4,9.10-6 → pH = 5,31 Log 3,39.10-5 = - 4,470 Ngược lại, khi chuyển từ logarit sang số tự nhiên, kết quả sẽ có số chữ số có nghĩa bằng số chữ số sau dấu thập phân. Ví dụ 1.9 Antilog (-3,42) = 10-3,42 = 3,8.10-4 - Đối với kết quả phải tính toán qua nhiều bước: Các bước trung gian không tính CSCN mà chỉ làm tròn số CSCN cần thiết ở kết quả cuối cùng. Ví dụ 1.10 6,78  5,903  (5,489 - 5,01) = 6,78  5,903  0,479 = 19,1707 = 19 1,002 − 0,999 3,754 = 0,003 3,754 = 7,99. 10−4 = 8 . 10−4 - Bảo toàn lượng CSCN khi đổi đơn vị: Khi muốn chuyển đổi đơn vị đo lường để thuận lợi cho việc tính toán kết quả đo cuối cùng, số
  • 22. có nghĩa của số đo phải được giữ nguyên bằng cách dùng dấu khoa học. Ví dụ: Chuyển 0,28g ra đơn vị mg, số 0,28g có 2 CSCN nên không chuyển thành 280mg (3 CSCN) mà phải là 2,8.102 mg. 1.4.3. Cách làm tròn số Khi làm tròn tới số thập phân i thì chỉ xét số thập phân liền sau là (i+1) theo nguyên tắc như sau: - Chữ số 1 – 4: bỏ đi - Chữ số 6 – 9: bỏ đi và thêm 1 vào chữ số đứng trước nó - Chữ số 5: Nếu sau số 5 không có chữ số nào khác không thì làm tròn thành số chẵn gần nhất. Nếu sau số 5 có bất kể số khác không nào thì bỏ số 5 và thêm vào chữ số đứng trước nó một đơn vị. Ví dụ 1.11 62,24 làm tròn thành 62,2 62,26 làm tròn thành 62,3 62,350 làm tròn thành 62,4 62,250 làm tròn thành 62,2 62,351 làm tròn thành 62,4 62,2501 làm tròn thành 62,3
  • 23. BÀI TẬP 1.1. Cho biết đối tượng của hóa phân tích. 1.2. Phân biệt phân tích định tính và phân tích định lượng. 1.3. Trình bày các bước thực hiện của một quy trình phân tích. 1.4. Có bao nhiêu chữ số có nghĩa trong các số sau đây: 2,7010; 0,04720; 1,50; 1,105; 0,007 1.5. Làm tròn các số sau đây: a. 3,2187 tới 4 CSCN b. 3,2474 tới 4 CSCN c. 0,1355 tới 3 CSCN d. 2,065 tới 2 CSCN e. 2,005 tới 3 CSCN 1.6. Tính toán và làm tròn kết quả a. 1,10  0,5120  4,0015: 3,4555 b. 0,355 + 105,1 - 100,5820 c. 4,562  3,99870 : (452,6755 - 452,33) d. (14,84  0,55) - 8,02 1.7. Tính toán và làm tròn kết quả a. 1,021 + 2,69 b. 12,3 − 1,63 c. 4,31 × 9,2 d. 0,0602 ÷ (2,113.104) e. log(4,218. 1012) f. anti log(−3,22) g. 102,384
  • 24. DUNG DỊCH MỤC TIÊU - Trình bày được các cách biểu thị nồng độ dung dịch thường dùng trong phân tích định lượng. - Tính được đương lượng của một chất trong phản ứng hóa học. - Giải được các bài toán về nồng độ dung dịch dựa trên định nghĩa các loại nồng độ đó. 2.1. ĐỊNH NGHĨA DUNG DỊCH Dung dịch là hệ một pha nhiều cấu tử mà thành phần của dung dịch có thể biến đổi trong một giới hạn nhất định. Dung dịch là một hệ phân tán, trong đó pha phân tán (chất tan) dạng rắn (R), lỏng (L), khí (K) và môi trường phân tán (dung môi) cũng có thể ở dạng R, L, K. Một số cách phân loại dung dịch thường gặp như sau: (1) dựa theo trạng thái pha của dung môi hoặc (2) dựa theo trạng thái tập hợp của chất tan và dung môi. Đối với (1), dung dịch bao gồm ba loại là dung dịch lỏng (nước biển, rượu trong nước, nước ngọt có gas), dung dịch rắn (hợp kim) và dung dịch khí (không khí). Đối với (2), dung dịch bao gồm dung dịch K/K (không khí), dung dịch K/L (nước ngọt có gas, bia), L/L (rượu trong nước), R/L (nước biển, đường trong nước), R/R như hợp kim đồng- kẽm. Trong hóa phân tích, hai loại dung dịch thường gặp phổ biến nhất là dung dịch R/L hoặc L/L. Nồng độ là một đại lượng chỉ hàm lượng của một cấu tử (phân tử hay ion) trong dung dịch. Nồng độ của dung dịch biểu diễn lượng chất tan có trong một đơn vị khối lượng hay một đơn vị thể tích của dung dịch hay dung môi. 2.2. CÁC CÁCH BIỂU DIỄN NỒNG ĐỘ Nồng độ của dung dịch thường được biểu diễn qua các đại lượng: m: Khối lượng chất tan (có khối lượng mol M), g q: khối lượng dung môi, g n: số mol, mol Vx : thể tích chất tan, ml
  • 25. dung dịch nhận được khi hòa tan m gam chất tan hay Vx ml chất tan vào q gam dung môi, ml d: khối lượng riêng của dung dịch tạo bởi m gam chất tan vào q gam dung môi, g/ml Trong phân tích, người ta thường dùng các loại nồng độ sau đây: 2.2.1. Nồng độ mol Nồng độ mol hay còn gọi nồng độ phân tử, ký hiệu CM, biểu diễn số mol chất tan có trong 1 lít dung dịch, đơn vị là mol/L (ký hiệu là M). CM = 𝑛 𝑉 = m M×V (nếu V là lít) (2.1) CM = 𝑛 𝑉  1000 = m M × V  1000 (nếu V là mililít) (2.2) Ghi chú: Nồng độ mol cũng được biểu diễn bởi số milimol chất tan có trong 1 mililít dung dịch. Số milimol = 𝑚 (𝑚𝑔) 𝑀 ( 𝑔 𝑚𝑜𝑙 ) 1 milimol = 10-3 mol Milimol (mmol) có số trị bằng khối lượng mol và được biểu diễn bằng miligam (mg). Ví dụ: 1 milimol Na2CO3 = 105,99 mg. Ví dụ 2.1 Mô tả cách chuẩn bị 2,00 lít dung dịch BaCl2 0,108 M từ BaCl2.2H2O (244,3 g/mol) Giải Để xác định lượng chất tan cần phải lấy để hòa tan và pha loãng thành 2,00 lít dung dịch, cần chú rằng 1 mol BaCl2.2H2O cho tương ứng 1 mol BaCl2. Vì vậy, để điều chế dung dịch này chúng ta cần: số mol BaCl2.2H2O = 2,00  0,108 = 0,216 mol Khối lượng BaCl2.2H2O cần lấy là: 0,216 mol  244,3 g/mol = 52,8 g. Hòa tan 52,8 g BaCl2.2H2O và thêm nước để được 2,00 lít.
  • 26. phần trăm Có 3 cách biểu diễn nồng độ phần trăm: Phần trăm khối lượng (w/w): biểu diễn số gam chất tan có trong 100g DD. C%(w/w) = m m+q × 100% (2.3) Phần trăm thể tích (v/v): Biểu thị số ml chất tan có trong 100ml DD. C%(v/v) = Vx V × 100% (2.4) Phần trăm khối lượng / thể tích (w/v): biểu diễn số gam chất tan có trong 100 ml DD. C%(w/v) = m V × 100% (2.5) 2.2.3. Nồng độ phần triệu và nồng độ phần tỷ Khi dung dịch quá loãng, nồng độ còn được thể hiện dưới dạng nồng độ phần triệu và nồng độ phần tỷ.  Nồng độ phần triệu, ký hiệu: ppm (part per million) Biểu thị khối lượng chất tan chứa trong 106 gam dung dịch hay hỗn hợp. Cppm = m m+q × 106 (2.6)  Nồng độ phần tỷ, ký hiệu là: ppb (part per billion) Biểu thị số gam chất tan có trong 109 gam của dung dịch hay hỗn hợp. Cppb = m m+q × 109 (2.7) Đối với dung dịch loãng, khối lượng riêng của dung dịch xấp xỉ bằng 1,00 g/ml, nên 1 ppm = 1,00 mg/l và 1 ppb = 1,00 g/l. Hay: Cppm = m (mg) V (l) = m (g) V (ml) (2.8) Cppb = m (g) V (l) = m (ng) V (ml) (2.9) 2.2.4. Nồng độ đương lượng Cách biểu thị nồng độ này dựa trên khái niệm khối lượng đương lượng (đương lượng gam) của một chất.
  • 27. gam Đương lượng gam, ký hiệu E, không như khối lượng mol, trị số đương lượng gam của một chất không phải là hằng số mà thay đổi tùy theo phản ứng mà nó tham gia. Mối quan hệ giữa khối lượng đương lượng và khối lượng mol cho ở công thức (2.10). EX = MX z (2.10) Trong đó: EX (g/eq) là khối lượng đương lượng (đương lượng gam) của chất X, MX (g/mol) là khối lượng mol của chất X, z là số đơn vị đương lượng, thay đổi theo từng phản ứng mà chất X tham gia. Trong phản ứng trung hòa, z là số proton (H+ ) mà một phân tử acid cho hay base nhận. Trong phản ứng phản ứng oxy hóa khử, z là số điện tử mà chất oxy hóa nhận hoặc chất khử nhường. Trong phản ứng tạo kết tủa, z là số điện tích của cation và anion. Trong phản ứng tạo phức,  z là số cặp e mà ion kim loại có thể nhận hay phối tử cho. Chính vì vậy mà khối lượng đương lượng của một chất sẽ không bao giờ tính toán được nếu không biết phản ứng hóa học mà nó trực tiếp hoặc gián tiếp tham gia. Ví dụ:  Đương lượng gam trong phản ứng trung hòa: HCl + NaOH  NaCl + H2O EHCl = MHCl 1 ENaOH = MNaOH 1 2HCl + Ba(OH)2  BaCl2 + 2H2O EHCl = MHCl 1 EBa(OH)2 = MBa(OH)2 2 H3PO4 + NaOH  NaH2PO4 + H2O (1) H3PO4 + 2NaOH  Na2HPO4 + 2H2O (2) H3PO4 + 3NaOH  Na3PO4 + 3H2O (3) Đương lượng gam của NaOH trong các phản ứng (1), (2) và (3) là: ENaOH = MNaOH 1 Đương lượng gam của H3PO4 trong các phản ứng (1), (2) và (3) lần lượt là: Ở phản ứng (1): EH3PO4 = MH3PO4 1
  • 28. (2): EH3PO4 = MH3PO4 2 Ở phản ứng (3): EH3PO4 = MH3PO4 3  Đương lượng gam trong phản ứng oxy hóa khử: Chỉ cần viết nửa phản ứng tham gia vào quá trình oxy hóa  khử đó để xác định số electron cho hoặc nhận. Xét phản ứng oxy hóa ion oxalat bằng ion permanganate. 5C2O4 2− + 2MnO4 − +16H+  10CO2 + 2Mn2+ + 8H2O MnO4 − + 8H+ + 5e  Mn2+ + 4H2O EMnO4 − = MMnO4 − 5 C2O4 2− − 2e  2CO2 EC2O4 2− = MC2O4 2− 2 Phản ứng oxy hóa giữa 𝐶𝑟2O7 2− và I− Cr2O7 2− + 6I− + 14H+  3I 2 + 2Cr3+ + 7H2O Cr2O7 2− + 14H+ + 6e  Cr3+ + 7H2O ECr2O7 2− = MCr2O7 2− 6 2I− -2e  I 2 EI− = MI− 1  Đương lượng gam trong phản ứng tạo kết tủa và phức chất: Pb2+ + 2I-  PbI2 EPb2+ = MPb2+ 2 EI− = MI− 1 Ag+ + 2NH3  [Ag(NH3)2]+ EAg+ = MAg+ 2 ENH3 = MNH3 1 Như vậy, đương lượng gam phụ thuộc vào phản ứng nên nồng độ đương lượng của một chất cũng thay đổi theo phản ứng. Do đó trong thực tế khi biểu diễn nồng độ các chất thì người ta thường dùng nồng độ mol và chỉ khi tính toán kết quả phân tích người ta mới chuyển sang nồng độ đương lượng để đơn giản trong tính toán. 2.2.4.2. Nồng độ đương lượng Nồng độ đương lượng (hay độ nguyên chuẩn) của một dung dịch là số đương lượng gam của chất đó hòa tan trong 1 lít dung dịch hoặc số mili đương lượng gam của chất đó có trong một 1 ml dung dịch, ký hiệu CN hoặc N.
  • 29. dịch HCl 0,20 N nghĩa là trong 1 lít dung dịch có 0,20 eq HCl hay trong 1 mililít dung dịch có chứa 0,20 meq HCl. Vì vậy, đối với một dung dịch A nồng độ đương lượng (N(A)) được biểu diễn bởi các phương trình: 𝑁𝐴 = eqA V (L) (2.11) 𝑁𝐴 = meqA V (ml) (2.12) 𝑁𝐴 = eqA V (ml) × 1000 (2.13) Trong đó: eqA: Số đương lượng gam của chất A eqA = mA (g) EA (g/eq) (2.14) meqA: Số mili đương lượng gam của chất A meqA = mA (g) mEA (g/meq) (2.15) mEA là mili đương lượng gam của chất A. V: Thể tích dung dịch Từ phương trình (2.11) và (2.12) có thể suy ra: eqA = V (l) × NA (eq/l) (2.16) Hoặc meqA = V (ml) × NA (meq/ml) (2.17) Kết hợp phương trình (2.11) và (2.14) ta được: 𝑁𝐴 = mA (g) EA ( g eq )×V (l) (2.18) Kết hợp phương trình (2.12) và (2.15) ta được: 𝑁𝐴 = mA (g) mEA ( g meq )×V (l) (2.19) Ví dụ 2.2 Mô tả cách chuẩn bị 5,000 lít dung dịch Na2CO3 (106,00 g/mol) 0,1000 N từ Na2CO3 rắn, dung dịch Na2CO3 được sử dụng cho phản ứng chuẩn độ sau: CO3 2− + 2H+  CO2 + H2O
  • 30. ta có: Số đương lượng gam của Na2CO3 = V (l) NA (eq/l) = 5,000 (l)  0,1000 (eq/l) = 0,5000 eq Na2CO3 Áp dụng (2.14) ta có: Khối lượng của Na2CO3 = eq(Na2CO3)  E𝑁𝑎2𝐶𝑂3 = 0,5000 eq Na2CO3 × 106,00 g Na2CO3 2 eq Na2CO3 = 26,50 g (Vì trong phản ứng chuẩn độ, CO3 2− đã trao đổi 2 proton H+ nên E𝑁𝑎2𝐶𝑂3 = M𝑁𝑎2𝐶𝑂3 2 ) Vậy, hòa tan 26,50 g Na2CO3 và thêm nước đến 5,000 lít. Quan hệ giữa nồng độ mol và nồng độ đương lượng được thể hiện qua phương trình (2.18). CM = N z (2.20) Hiện nay cách biểu thị nồng độ đương lượng được dùng ngày một ít dần. Trong một số sách giáo khoa thường không đề cập đến hoặc giới thiệu trong phần phụ lục. 2.2.4.3. Định luật đương lượng Trong một phản ứng hóa học, tổng số đương lượng gam của các chất phản ứng phải bằng nhau. Hoặc: các chất tác dụng với nhau bằng những số đương lượng gam bằng nhau. Tổng quát: aA + bB  cC + dD Số đương lượng gam A = số đương lượng gam B = số đương lượng gam C = số đương lượng gam D. Viết tắt: eqA = eqB = eqC = eqD Hay NA.VA= NB.VB
  • 31. chuẩn độ 20,00 ml dung dịch HCl phải dùng hết 30,00 ml dung dịch KOH 0,0150M. Tính nồng độ mol của dung dịch HCl. Giải Phương trình phản ứng chuẩn độ HCl + KOH  KCl + H2O Theo quy tắc đương lượng: eqHCl = eqNaOH 20,00  CN(HCl) = 30,00  N NaOH Vì trong phản ứng trên, điện tích tác dụng của KOH bằng 1 nên E = M tức là N = CM Nên: NHCl = (30,00  0,0150) / 20,00 = 0,0225N Và CM = 0,0225M. Ví dụ 2.4 Hòa tan 2,650 g Na2CO3(106,00 g/mol) thành 1 lít dung dịch. Lấy chính xác 20,00 ml dung dịch trên đem chuẩn độ bằng dung dịch HCl thì thấy hết 10,00 ml dung dịch HCl. Tính nồng độ mol của dung dịch HCl (biết sản phẩm phản ứng tạo muối trung hòa). Giải Phản ứng chuẩn độ: Na2CO3 + 2HCl  2NaCl + CO2 + H2O Đương lượng gam của Na2CO3: ENa2CO3 = M / 2 = 106,0 /2 = 53,00 (g/eq) ENa2CO3 (trong 20 ml) = EHCl Hay (2,650  20,00) (53,00  1000) = (10,00  𝐶𝑁(HCl) 1000 Suy ra: NHCl = 0,1000 N và CM = 0,1000 M 2.2.5. Độ chuẩn (titre) Độ chuẩn, ký hiệu T, giúp cho việc xác định nhanh nồng độ chất phân tích khi phân tích hàng loạt mẫu.
  • 32. chia thành hai loại: a. Độ chuẩn chung: còn gọi là độ chuẩn theo chất chuẩn, ký hiệu T. Định nghĩa: là số gam chất tan chứa trong một ml dung dịch T = m V (2.21) m: khối lượng chất tan, g V: thể tích dung dịch, ml Ví dụ 2.5 TNaOH = 0,01790. Điều này có nghĩa là gì? Giải Cứ 1ml dung dịch NaOH chứa 0,01790 g NaOH. Ý nghĩa của độ chuẩn: Khi xác định một chất A nếu biết độ chuẩn của thuốc thử R là TR ta có thể dễ dàng chuyển đổi thành các loại nồng độ khác. CM(mol/l) = TR MR 1000 (2.22) Theo ví dụ 2.4, thì nồng độ CM của NaOH là: CM(HCl) = 0,01790 40,0 1000 = 0,4475M N = TR ER 1000 (2.23) b. Độ chuẩn theo chất cần xác định. Ký hiệu TR/A. Định nghĩa: là số gam chất A cần xác định phản ứng hóa học vừa đủ với 1 ml dung dịch chất chuẩn R. Ví dụ: TAgNO3/Cl - : độ chuẩn của AgNO3 dùng để xác định Cl- thường được biểu diễn theo Cl- tức là từ độ chuẩn cho ta biết 1ml dung dịch chuẩn độ tác dụng với bao nhiêu gam Cl- . Như vậy khi xác định Clo trong một mẫu phân tích, giả sử đã dùng hết V ml dung dịch có TAgNO3/Cl thì có thể tính được khối lượng của Clo trong mẫu phân tích. MCl = TAgNO3/Cl  V (ml)
  • 33. theo chất chuẩn TR và độ chuẩn theo chất cần xác định TR/A có thể chuyển đổi qua lại vì có thể chuyển đổi sang các dạng nồng độ khác: TR/A = TR  EA ER (2.24) NR = TR/A EA 1000 Hay TR/A = NR  EA 1000 (2.25) Ví dụ 2.6 Tìm độ chuẩn của dung dịch KMnO4 theo sắt, biết rằng khi chuẩn độ dung dịch chứa 0,1170 g Fe2+ cần 20,00 ml dung dịch KMnO4. Giải Nếu 20,00 ml dung dịch KMnO4 chuẩn độ được 0,1170 g Fe2+ thì 1 ml dung dịch đó chuẩn độ được một lượng Fe2+ bé hơn 20 lần. Do đó: TKMnO4/Fe2+ = 0,1170 20,00 = 0,005850 g/ml 2.3. TÍNH TOÁN VỀ NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH 2.3.1. Bài toán về pha dung dịch Ví dụ 2.7 Tính khối lượng acid oxalic cần phải lấy để pha thành 1,00 lít dung dịch acid oxalic 0,100N từ acid tinh khiết (H2C2O4.2H2O; M = 126,06 g/mol) được dùng trong phản ứng trung hòa, biết rằng phản ứng trao đổi 2 H+ . Giải - Đương lượng gam của H2C2O4.2H2O là: 126,06 / 2 = 63,03 (g/eq) - Áp dụng công thức: N = m E  V 1000 Lượng gam acid cần thiết để pha dung dịch là: m = 0,100 63,03 1 = 6,303g Vậy, cân chính xác 6,303g acid tinh khiết, hòa tan hoàn toàn vào nước, rồi chuyển toàn bộ lượng dung dịch này sang bình định mức 1 lít, nhớ tráng cốc hòa tan acid ít nhất 3 lần, mỗi lần khoảng 10 ml nước, chuyển hết vào bình 1 lít. Cuối cùng thêm nước đến vạch mức, đảo đều.
  • 34. số mililít dung dịch ammonia đặc 27,33 %(w/w), d = 0,90 g/ml cần để pha 2,00 lít dung dịch ammonia 2,000 N. Giải - Để pha 2 lít dung dịch nồng độ 2 N cần: 2,00  2,000  17,00 = 68,00 g NH3 - Dung dịch đặc 27,33 %(w/w) nên khối lượng dung dịch ammonia chứa 68,00 g NH3 là : 68,00  100 27,33 - Vậy thể tích dung dịch ammonia đặc cần lấy là: 68 100 27,33  0,90 = 276 ml Ví dụ 2.9 Tính số mililít dung dịch acid hydrochloric đặc 37,23%(w/w), d = 1,19 g/ml cần để pha 500 ml dung dịch acid 10%(w/w). Giải - Tra bảng tương quan giữa d và C% của các dung dịch HCl ta có dung dịch 10%(w/w) có d = 1,047 g/ml. Áp dụng công thức (2.3) tính được khối lượng HCl cần có trong 500 ml HCl 10%(w/w) là: 𝑚 = 10 × 1,047 ×500 100 = 52,35 𝑔 - Thể tích HNO3 đặc cần lấy là: V = 100  52,35 37,23  1,19 = 118 ml 2.3.2. Bài toán về chuyển đổi nồng độ 2.3.2.1. Đối với nồng độ phần trăm Giả sử phải trộn dung dịch 1 có nồng độ phần trăm khối lượng là C1,thể tích V1, khối lượng riêng là d1 với dung dịch 2 có nồng độ % là C2, thể tích V2, khối lượng riêng là d2 để được dung dịch có nồng độ % là C. Người ta chứng minh được: V1d1 V2d2 = C−C2 C1−C (2.26)
  • 35. 500,0 ml dung dịch HCl 30,1% với 400,0 ml dung dịch HCl 10,00 % thu được dung dịch HCl bao nhiêu % (cho d1 = 1,150 g/ml, d2 = l,047 g/ml). Giải Áp dụng công thức (2.26) ta có: 500×1,150 400×1,047 = C−10,0 30,1−C Giải ra ta được: C = 21,63%. Ví dụ 2.11 Cần bao nhiêu ml dung dịch HNO3 25% (d = 1,19 g/ml) trộn với dung dịch HNO3 5 % (d = 1,04 g/ml) để được 1 lít dung dịch HNO3 10%. Giải V1×1,19 (1−V1)×1,04 = 10−5 25−10 = 1 3 V1 = 0,0225 (l) Ví dụ 2.12 Cần thêm bao nhiêu nước vào 1,00 lít dung dịch ammoniac 24,0 % có tỷ trọng 0,910 để được dung dịch 8,00 %. Giải Đây là trường hợp pha loãng dung dịch, trong đó dung dịch thứ 2 là H2O có nồng độ % bằng 0 và khối lượng riêng là 1,00 g/ml. Áp dụng (2.12) ta có: 1,00×0,910 (V2)×1,00 = 7−0 24−7 = 7 17 Giải phương trình trên ta được: V2 = 2,21 lít = 2,21.103 (ml) Nghĩa là lượng nước cần thêm là 2210 (ml). 2.3.2.2. Đối với nồng độ CM, N Giả sử phải trộn V1 ml dung dịch thứ nhất có nồng độ mol là CM1 (hoặc nồng độ đương lượng N1) với V2 ml dung dịch thứ hai có nồng độ
  • 36. (hoặc nồng độ N2) để được dung dịch có nồng độ là M (hoặc N) thể tích là V = V1 + V2 (ml). Trên đây chính là sự pha loãng dung dịch 1 bằng dung dịch 2 có nồng độ bé hơn (dung dịch 2 có thể là nước) để được dung dịch mới có nồng độ cần pha. Khi đó ta có: V1CM1 + V2CM2 = VCM Hoặc V1N1 + V2N2 = VN (2.27)  Các ví dụ: 1. Pha 1,5 lít dung dịch H2SO4 0,50 M với 1,0 lít dung dịch H2SO4 0,20 M được dung dịch bao nhiêu M?. Áp dụng công thức (2.27) thay số vào ta có: 1,5  0,50 + 1,0  0,20 = 2,5  M → M = 0,38 2. Cần bao nhiêu mililít dung dịch NaCl 0,500 N trộn với 1,0 lít dung dịch NaCl 0,100 N để được 1,5 lít dung dịch NaCl 0,200 N. Áp dụng (2.27) ta có: V1  0,500 + 1,0  0,100 = 1,5  0,200 → V1 = 0,40 (L) = 4,0.102 ml 3. Cần phải lấy bao nhiêu mililít dung dịch acid HCl 0,50 M để pha thành 1,0 lít dung dịch HCl 0,10N. Đây cũng là sự pha loãng dung dịch, trong đó nước là dung dịch thứ hai có nồng độ bằng không. Do đó áp dụng (2.27) ta có: V1  0,50 + V2  0 = 1,0  0,10 → V1 = 0,20 (lít) = 2,0.102 ml Vậy cần lấy chính xác 0,20 lít dung dịch HCl 0,50M, chuyển toàn bộ sang bình định mức 1 lít, thêm nước đến vạch mức, đảo đều dung dịch.
  • 37. BÀI TẬP 2.1. Phân biệt các loại nồng độ: a. Các loại nồng độ phần trăm: w/w, w/v, v/v b. CM và CN c. ppm và ppb 2.2. Tính nồng độ mol của các dung dịch sau: a. 0,694 mol hòa tan thành 3,55 lít dung dịch b. 2,19 mol NaCl hòa tan thành 700,0 ml dung dịch c. 0,3882 g KCl hòa tan thành 500 ml dung dịch d. 1,003 g CuSO4.5H2O hòa tan thành 250,0 ml dung dịch e. 30,00 ml dung dịch NaOH 6,0M pha loãng thành 100,0 ml dung dịch. f. 0,100 lít dung dịch HCl 12,0M pha loãng thành 500,0 ml dung dịch. 2.3. Tính nồng độ đương lượng của các dung dịch sau: a. 0,238 đương lượng một acid hòa tan thành 1,500 lít dung dịch. b. 0,904 mol H3PO4 hòa tan thành 250,0 ml dd dùng cho phản ứng sau: 3KOH + H3PO4  K3PO4 + 3H2O c. 0,827 mol Al(OH)3 hòa tan thành 250,0 ml dd dùng cho phản ứng sau: Al(OH)3 + 3HCl  AlCl3 + 3H2O d. Hòa tan 1,38 g KOH thành 500,0 ml dd dùng cho phản ứng sau: 3KOH + H3PO4  K3PO4 + 3H2O e. Tính nồng độ đương lượng của dung dịch Na2CO3 khi sử dụng một thể tích HCl 0,1N là 30,60 ml để trung hòa 150 ml mẫu thử. f. 2,18 g NaH2PO4 hòa tan thành 1,500 lít dd dùng cho phản ứng sau: 3NaH2PO4 + Al(OH)3  Al (NaHPO4)3 + 3H2O g. 0,728 g KH2PO4 hòa tan thành 250,0 ml dd KH2PO4 dùng cho phản ứng sau:
  • 38.  KBaPO4 + 2H2O 2.4. Trình bày cách pha các dd sau: a. Từ chất rắn KOH tinh khiết pha 500,0 ml dd KOH 0,10N b. Từ NaCl tinh khiết pha 250,0 ml dd NaCl 0,15M c. Từ glucose tinh khiết pha 100,0 ml dd glucose 2,0M d. Từ dd HCl đặc 12,0M pha 500,0 ml dd HCl 0,10M e. Từ dd NaOH 2,0M pha 100,0 ml dd NaOH 0,25M f. Từ H2SO4 đặc 18M pha 2,0 lít dd H2SO4 0,50M 2.5. Trình bày cách pha các dung dịch sau: a. 200,0 ml dd Na2CO3 0,15N dùng cho phản ứng sau: Na2CO3 + 2HBr  2NaBr + H2O + CO2 b. 300,0ml dd H3PO4 0,15N từ H3PO4 đặc 15M dùng cho phản ứng sau: H3PO4 + Al(OH)3  AlPO4 + 3H2O c. 750,0ml dd Ba(OH)2 0,11N từ hóa chất Ba(OH)2 tinh khiết dùng cho phản ứng sau: 3Ba(OH)2 + 2Na2HPO4  Ba3(PO4)2 + 4NaOH + 2H2O 2.6. Có bao nhiêu gam H2SO4 chứa trong dung dịch nếu trung hòa dung dịch H2SO4 này tốn mất 20,00 ml NaOH có TNaOH = 0,004614 g/ml. 2.7. Cần phải thêm bao nhiêu nước vào 2 lít dung dịch NaOH 40%, d = 1,43 g/ml để có dung dịch kiềm 10%. 2.8. Khi chuẩn độ 0,0340 g AgNO3 phải dùng hết 20,0 ml HCl. Tìm độ chuẩn THCl/Ag. 2.9. Cho 1 lít dung dịch H2SO4 98% (w/w) nồng độ 18,0M a. Cần bao nhiêu ml dung dịch này để pha được 1 lít dung dịch H2SO4 2,0N b. Tính tỷ trọng d của dung dịch H2SO4 98% đã cho 2.10. Tính nồng độ đương lượng và độ chuẩn của dung dịch KOH biết rằng nếu đem chuẩn độ 0,1566 g acid xucxinic tinh khiết H2C4H4O4 (acid hai chức, 118 g/mol) bằng dung dịch KOH đến muối trung tính thì phải tiêu thụ hết 26,00 ml.
  • 39. nào để điều chế 2,00 lít dung dịch a. KOH 0,10 M từ KOH rắn. b. Ba(OH)2 0,010 M từ chất rắn Ba(OH)2.8H2O. c. HCl 0,150 M từ dung dịch HCl 11,50 % (w/w) có khối lượng riêng là 1,0579 g/ml.
  • 40. PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG MỤC TIÊU - Trình bày được nội dung, phân loại của phương pháp phân tích khối lượng. - Nắm vững các thao tác cơ bản để tiến hành phân tích theo phương pháp kết tủa. - Đánh giá được ưu, nhược điểm của phương pháp phân tích khối lượng. - Tính toán được các kết quả sau khi phân tích khối lượng. 3.1. NGUYÊN TẮC CHUNG CỦA PHƯƠNG PHÁP Phương pháp phân tích khối lượng (hay còn được gọi là phương pháp khối lượng) dựa trên kết quả đo khối lượng là tín hiệu cho biết hàm lượng của chất cần xác định. Cấu tử cần xác định được tính toán dựa trên sự đo chính xác khối lượng của nó có trong mẫu phân tích hoặc được tách ra ở dạng tinh khiết hóa học, hoặc dưới dạng hợp chất có thành phần biết trước. Có thể thấy rõ điều này qua các ví dụ dưới đây. Ví dụ, để xác định lượng chất rắn tan trong nước uống, lấy chính xác thể tích mẫu nước cho vào một cốc đã có khối lượng chính xác, rồi bốc hơi nước cho đến khô, sau đó cân lại cốc. Hiệu số khối lượng của cốc sau khi bốc hơi nước và cốc ban đầu cho ta biết được lượng chất rắn đã hòa tan trong thể tích nước đã lấy. Để xác định nước kết tinh có trong barium chloride ngậm nước (BaCl2.nH2O), bằng cách sấy mẫu ở nhiệt độ 1200 C cho đến khi đuổi hết nước. Căn cứ vào độ sụt khối lượng của mẫu trước và sau khi sấy mà suy ra hàm lượng H2O trong BaCl2.nH2O. Cũng có thể giữ lại cấu tử cần xác định sau khi bị đuổi ra khỏi mẫu phân tích bằng một số chất hấp thu thích hợp. Dựa vào độ tăng khối lượng của các chất hấp thu sau thí nghiệm mà suy ra hàm lượng cấu tử cần xác định có trong mẫu phân tích. Ví dụ, để định lượng carbon, hydrogen trong các chất hữu cơ, người ta đốt cháy mẫu để chuyển carbon thành khí carbonic và hydrogen thành hơi nước, rồi cho hấp thu chọn lọc để giữ lại CO2 và H2O, căn cứ vào độ tăng khối lượng của chúng mà tính ra hàm lượng C, H trong mẫu.
  • 41. SO4 2− người ta kết tủa nó dưới dạng BaSO4 (dạng kết tủa), sau đó lọc lấy kết tủa, rửa kết tủa, sấy và nung đến khối lượng không đổi, đem cân kết tủa (dạng cân), từ khối lượng dạng cân, ta tính ra được hàm lượng SO4 2− trong dung dịch. 3.2. PHÂN LOẠI Có thể chia tất cả phương pháp phân tích khối lượng thành ba nhóm lớn: phương pháp tách, phương pháp chưng cất và phương pháp kết tủa. 3.2.1. Phương pháp tách Nguyên tắc của phương pháp này là cấu tử cần xác định được tách ra từ chất phân tích dưới dạng tự do và được cân trên cân phân tích. Ví dụ: Khi hòa tan một lượng cân chính xác hợp kim (có chứa vàng) bằng nước cường thủy, người ta thu được dung dịch có chứa các ion kim loại. Thêm hydrogen peroxide (H2O2) vào dung dịch thu được, H2O2 sẽ khử ion vàng đến vàng kim loại, trong khi các ion còn lại không bị ảnh hưởng. Tất cả vàng được tách ra khỏi dung dịch, sau đó lọc, rửa sạch rồi đem sấy hoặc nung để đuổi các tạp chất dễ bay hơi, để nguội và đem cân chính xác trên cân phân tích và cuối cùng tính toán hàm lượng vàng chứa trong mẫu. Cũng có thể định lượng các kim loại bằng phương pháp điện phân. 3.2.2. Phương pháp chưng cất Nguyên tắc của phương pháp này là người ta chưng cất một cách định lượng cấu tử cần xác định dưới dạng hợp chất bay hơi. Phần cần xác định được tách ra bằng cách đốt nóng chất phân tích tạo sản phẩm bay hơi. Phương pháp này có thể tiến hành trực tiếp hoặc gián tiếp:  Phương pháp trực tiếp: chất bay hơi cần xác định được hấp thụ vào một chất hấp thụ thích hợp, dựa vào sự tăng khối lượng chất hấp thụ người ta tính được khối lượng chất cần xác định. Ví dụ: Xác định lượng CO2 trong đá vôi, bằng cách phân hủy đá vôi với acid để thu lấy CO2 trong đá vôi. CaCO3 + 2H+  Ca2+ + CO2 + H2O Mẫu này được phân hủy trong thiết bị đặc biệt, kín để không cho thoát khí CO2 ra ngoài. Dẫn toàn bộ CO2 sục vào bình đựng dung dịch chứa hỗn hợp vôi xút (CaO + NaOH).
  • 42. độ tăng khối lượng của bình đựng (CaO + NaOH) ta tính được lượng CO2.  Phương pháp gián tiếp: Phương pháp này xác định khối lượng của cặn còn lại sau khi cho bay hơi, từ đó suy ra khối lượng của chất đã bay hơi. Phương pháp này thường được dùng để xác định độ ẩm, xác định lượng nước kết tinh,… Ví dụ: Tính số phân tử H2O kết tinh trong BaCl2.nH2O bằng cách sấy khô. BaCl2.nH2O 𝑡0C → BaCl2 + nH2O Sấy đến khối lượng không đổi ta sẽ tính được thành phần của H2O trong BaCl2.nH2O. 3.2.3. Phương pháp kết tủa Nguyên tắc của phương pháp này là người ta làm kết tủa cấu tử cần xác định bằng phương pháp hóa học dưới dạng hợp chất ít tan có thành phần xác định nghiêm ngặt. Để xác định khối lượng của cấu tử M có trong đối tượng phân tích X, người ta tách M ra khỏi cấu tử khác dưới dạng hợp chất ít tan (thu được dạng kết tủa) bằng một thuốc thử R thích hợp, tiến hành lọc, rửa, sấy hoặc nung kết tủa đến khối lượng không đổi (thu được dạng cân). Rồi đem cân trên cân phân tích và tiến hành tính toán. Ví dụ 3.1 Để định lượng Na2SO4 người ta tiến hành như sau: Na2SO4 BaCl2 → BaSO4↓ (dạng kết tủa) Lọc,rửa → BaSO4.nH2O (tinh khiết) t0C → BaSO4 khan (dạng cân) 𝐶â𝑛 → xác định hàm lượng Na2SO4. Ví dụ 3.2 Định lượng CaCl2 trong mẫu nước: Mẫu nước (có chứa CaCl2) (𝑁𝐻4)2𝐶2𝑂4 → CaC2O4 ↓ (dạng tủa), lọc, rửa tủa được CaC2O4 sạch 𝑡0 → CaO (dạng cân), đem cân và xác định được hàm lượng.
  • 43. định hàm lượng Fe trong mẫu thép: Mẫu thép (có chứa Fe) 𝐻𝑁𝑂3 → Fe3+ 𝐷𝐷 𝑁𝐻3 𝑑ư → Fe(OH)3↓ (dạng kết tủa), lọc, rửa tủa được Fe(OH)3 sạch 𝑡0 → Fe2O3 (dạng cân), đem cân và xác định được hàm lượng. Phương pháp phân tích khối lượng kết tủa (phương pháp phân tích kết tủa) đóng một vai trò quan trọng và có ứng dụng rộng rãi nhất. 3.3. TÍNH TOÁN TRONG PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG Việc tính toán các kết quả phân tích dựa trên các dữ kiện đo được là một phần không thể tách rời của bất kỳ một phép định lượng nào. Vì vậy không chỉ tiến hành xác định cẩn thận mà cả việc tính toán chính xác là điều hết sức quan trọng. Mẫu ở dạng rắn (1) Cân a gam mẫu, bằng phương pháp phân tích khối lượng thu được m gam cấu tử dưới dạng đơn chất hoặc hợp chất: a) Nếu dạng cân cũng là dạng cần tính hàm lượng: %X = m a 100% (3.1) Ví dụ 3.4 Từ 0,4120 g mẫu đất, bằng phương pháp phân tích khối lượng thu được 0,1414g SiO2, xác định % SiO2 trong mẫu đất. Giải Vì dạng cân cũng là dạng cần tính hàm lượng nên áp dụng công thức (3.1), ta có: %SiO2 = (0,1414/0,4120) 100% = 34,32 (%) b) Nếu dạng cân khác dạng cần tính hàm lượng, sử dụng thừa số chuyển F (còn gọi là hệ số chuyển F) để chuyển khối lượng dạng cân sang dạng cần tính.
  • 44. chuyển F: là tỷ số giữa phân tử gam hay ion gam của chất cần xác định (nhân với hệ số tương ứng của chất cần xác định) và phân tử gam ở dạng cân. Ví dụ: - Trong định lượng Na2SO4 (ví dụ 3.1): F = MNa2SO4 MBaSO4 - Trong định lượng CaCl2 (ví dụ 3.2): F = MCaCl2 MCaO - Trong định lượng Fe (ví dụ 3.3): F = 2MFe MFe2O3 Thừa số chuyển F cho biết ứng với 1g dạng cân có bao nhiêu gam chất cần xác định. Ví dụ 3.5 Xác định F của dạng tính là Fe, Fe3O4, dạng cân là Fe2O3. Giải FFe = 2MFe MFe2O3 ; FFe3O4 = 2MFe3O4 3MFe2O3 Thừa số chuyển F là đại lượng cần phải nhân với khối lượng của dạng cân để được khối luợng của dạng cần xác định. Ví dụ 3.6 Xác định hàm lượng Si trong mẫu đất ở ví dụ 3.4. Giải Với dạng cân là SiO2 = 0,1414g ta có mSi = F × mSiO2 = MSi MSiO2 × mSiO2 = 28,08 60,08 × 0,1414 = 0,0661 Hay: %Si = 0,0661 0,4120 × 100% = 16,04 % (2) Cân a(g) mẫu, hòa tan thành V(ml) dung dịch. Từ Vx(ml) dung dịch mẫu, bằng phương pháp khối lượng thu được m gam cấu tử dưới dạng đơn chất hoặc hợp chất: %X = m a × V Vx × F × 100%
  • 45. dung dịch (1) Từ Vx (ml) mẫu, bằng phương pháp phân tích khối lượng thu được m(g) dạng cân: Cx ( g L ) = m × F × 1000 Vx (2) Lấy V(ml) dung dịch mẫu đem pha loãng thành V1(ml) dung dịch. Lấy Vx (ml) dung dịch đem phân tích khối lượng, thu được m(g) dạng cân: Cx ( g L ) = m × F × V1 V × 1000 Vx 3.4. CÁC THAO TÁC CƠ BẢN CỦA PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG KẾT TỦA Các giai đoạn cơ bản của quá trình phân tích kết tủa bao gồm: - Cân mẫu và chuyển mẫu vào dung dịch. - Làm kết tủa cấu tử cần xác định dưới dạng hợp chất khó tan (dạng kết tủa). - Lọc và rửa kết tủa. - Sấy, nung (nếu cần thiết) để chuyển dạng kết tủa thành dạng cân - Cân sản phẩm khô - Tính kết quả phân tích Trong các giai đoạn nêu trên thì giai đoạn làm kết tủa đóng vai trò quan trọng nhất. Việc chọn thuốc thử có ý nghĩa to lớn đối với độ chính xác của phương pháp phân tích cũng như quyết định đến các thao tác xử lý kết tủa về sau. Việc chọn thuốc thử phải dựa vào yêu cầu của dạng kết tủa và dạng cân. Quá trình xác định một chất theo phương pháp kết tủa có thể chia thành các giai đoạn sau. 3.3.1. Hòa tan mẫu phân tích Nếu mẫu phân tích ở dạng dung dịch thì không cần giai đoạn này. Nếu mẫu là dạng rắn thì cần hòa tan mẫu phân tích (thường gọi là giai đoạn phá mẫu) để chuyển mẫu vào dung dịch, đây là một giai đoạn rất quan trọng, vì có hòa tan được tất cả chất rắn cần phân tích có trong mẫu thì mới chọn được thuốc thử thích hợp để kết tủa hoàn toàn cấu tử cần xác định.
  • 46. một chất cần lưu ý tới rất nhiều yếu tố: bản chất của chất cần hòa tan, nhiệt độ hòa tan và môi trường…Có chất dễ tan trong nước, có chất chỉ tan trong dung dịch acid, dung dịch kiềm hay tan do tạo phức hoặc dùng phản ứng oxy hóa khử để hòa tan mẫu, đôi khi phải cần chuyển sang dạng dễ hòa tan hơn (ví dụ: BaSO4 rất khó tan, khi cho tác dụng với dung dịch Na2CO3 bão hòa sẽ chuyển thành BaCO3 dễ tan hơn). Cần lưu ý trong khi hòa tan không được đưa vào dung dịch những chất làm ảnh hưởng đến phản ứng kết tủa sau này. 3.3.2. Kết tủa Là khâu quyết định đến kết quả của phép phân tích. Để có kết quả chính xác cần phải nghiên cứu để chọn các điều kiện tối ưu nhằm mục đích ngăn ngừa đến mức thấp nhất các hiện tượng như tạo dung dịch keo, sự nhiễm bẩn,… làm ảnh hưởng đến kết quả phân tích. Để xác định hàm lượng của các cấu tử cần phải có kết tủa chứa thành phần chất nghiên cứu và đồng thời phải có dạng cân chính xác sau khi nung kết tủa. Tuy nhiên dạng kết tủa và dạng cân có thể có thành phần hóa học giống nhau, chỉ khác nhau ở sự có mặt của H2O, (ví dụ BaSO4, AgCl), nhưng cũng có thể có thành phần khác nhau, ví dụ như khi xác định hàm lượng Fe3+ và Al3+ người ta cho muối của chúng tác dụng với dung dịch NH4OH. Dạng kết tủa sẽ là Fe(OH)3 và Al(OH)3 còn dạng cân sẽ là Fe2O3 và Al2O3, nhưng điều cơ bản là cấu tử cần xác định vẫn tồn tại ở cả 2 dạng. Sau đây là một số yêu cầu cơ bản đối với dạng kết tủa và dạng cân mà người phân tích cần phải nắm vững. 3.3.2.1. Yêu cầu của dạng kết tủa Dạng kết tủa là dạng hợp chất tạo thành khi cho thuốc thử làm kết tủa phản ứng với cấu tử cần xác định. Các hợp chất dùng làm dạng kết tủa phải thỏa mãn các yêu cầu sau: - Kết tủa phải thực tế không tan hay nói chính xác hơn đó là kết tủa phải có độ tan bé nhất, thích ứng với yêu cầu của phép phân tích. Thực tế cho thấy rằng, đối với các kết tủa loại AB như BaSO4, AgCl,… thì tích số tan phải bé hơn 10-8 mới sử dụng được. Thỏa mãn điều kiện này sẽ làm cho việc tách các ion hay chất cần xác định được hoàn toàn. - Kết tủa phải có độ tinh khiết cao hoặc chỉ chứa những tạp chất có thể đuổi dễ dàng khi sấy và nung. - Kết tủa tạo thành phải dễ xử lý tức là kết tủa có cấu tạo hạt sao cho dễ lọc, dễ rửa. Một số kết tủa hạt rất nhỏ như CaC2O4, BaSO4,…
  • 47. sử dụng trong phương pháp kết tủa. Kết tủa vô định hình và đặc biệt là loại đông tụ như Al(OH)3 có bề mặt tiếp xúc lớn nên hiện tượng cộng kết ở đây rất lớn, khó rửa và lọc rất chậm. Trong một số trường hợp, người ta có thể tạo điều kiện thích hợp để thu được kết tủa tinh thể hạt lớn. - Chọn điều kiện tối ưu để tránh các hiện tượng gây cản trở trong quá trình phân tích. - Kết tủa phải dễ dàng chuyển thành dạng cân khi sấy, nung. Thuận lợi nhất là chọn được kết tủa ở trạng thái tinh thể to hạt vì ít bị hấp phụ chất bẩn, dễ lọc, dễ rửa. 3.3.2.2. Yêu cầu của dạng cân Dạng cân là hợp chất mà ta đo trực tiếp khối lượng của nó để tính kết quả phân tích. Trong nhiều trường hợp dạng kết tủa và dạng cân là một, ví dụ BaSO4, AgCl,… Trong nhiều trường hợp dạng kết tủa có thành phần không xác định nên không thể căn cứ vào đó để tính kết quả phân tích. Vì vậy, sau khi làm kết tủa phải xử lý hóa học và xử lý nhiệt để chuyển thành dạng cân có thành phần xác định và có thể cân được. Dạng cân phải thỏa mãn các yêu cầu sau: -Có thành phần hóa học ứng đúng với công thức hóa học đã định trước, nếu không, kết tủa sẽ sai. Trong thực tế, có nhiều kết tủa khi chuyển sang dạng cân không ứng đúng với công thức hóa học đã định trước. Ví dụ: Khi nung Fe(OH)3 + Khi nung ở nhiệt độ 900-10000 C, kết tủa chuyển thành dạng cân có công thức Fe2O3, lượng sắt chiếm 70% 2Fe(OH)3  Fe2O3 + 3H2O + Khi nung ở nhiệt độ to > 10000 C, một phần kết tủa chuyển thành Fe3O4, lượng sắt chiếm 72%. - Phải bền về phương diện hóa học nghĩa là không bị thay đổi trong quá trình thao tác (không bị phân hủy, không hút ẩm, không bị oxi hóa bởi không khí, không bị bay hơi…). Ví dụ kết tủa CaO dễ dàng hấp thụ H2O và CO2 trong không khí, thường người ta chuyển sang dạng CaSO4. - Tỷ lệ nguyên tố cần tìm trong dạng cân càng thấp càng tốt. Điều này nhằm mục đích giảm đến mức thấp nhất ảnh hưởng của các sai số thực nghiệm đến kết quả cuối cùng.
  • 48. định lượng Crom dưới dạng Cr2O3 và BaCrO4 thì sai số do mất 1mg chất rắn khi phân tích sẽ tương ứng với sự mất Cr là bao nhiêu? Giải Khi định lượng Crom dưới dạng Cr2O3 thì sai số do mất 1mg Cr2O3 khi phân tích sẽ tương ứng với sự mất lượng Cr là: 2Cr Cr2O3 × 1 = 2×52 152 = 0,7 mg Khi định lượng crom dưới dạng BaCrO4 thì sai số khi mất 1 mg BaCrO4 tương ứng với sự mất lượng Cr là: Cr BaCrO4 × 1 = 52 253,3 = 0,2 mg 3.3.2.3. Yêu cầu đối với thuốc thử để tạo kết tủa Thuốc thử để tạo kết tủa dùng trong phân tích khối lượng có thể là thuốc thử hữu cơ hay vô cơ. Thuốc thử để tạo kết tủa được chọn sao cho kết tủa tạo thành có độ tan là bé nhất và phải có độ chọn lọc cao càng tốt, nghĩa là không làm kết tủa đồng thời với các ion khác có trong dung dịch phân tích. Vì như vậy sẽ tránh được hiện tượng các chất khác cũng kết tủa theo kết tủa chính. Ví dụ, khi xác định ion Al3+ bằng NH4OH và cân dưới dạng Al2O3, nếu có mặt Fe3+ thì cũng tạo Fe2O3. Do đó trong trường hợp này người ta dùng Na2S2O3. 2Al3+ + 3S2O3 2- +3H2O  2Al(OH)3 + 3S + 3SO2 Lọc và rửa kết tủa (bao gồm Al(OH)3 và S) rồi nung thì lưu huỳnh chảy rửa hết còn Al2O3. Ion Fe3+ trong trường hợp này không kết tủa mà bị khử tới Fe2+ . Lượng thuốc kết tủa cũng đóng vai trò rất quan trọng trong phương pháp khối lượng. Thực tế cho thấy rằng, không tồn tại kết tủa nào mà lại hoàn toàn không tan trong nước. Do vậy, tích số tan luôn luôn lớn hơn không. Từ đó, ta thấy rằng không thể kết tủa được hoàn toàn bất kỳ một chất ít tan nào từ dung dịch. Trong phân tích định tính, người ta thấy rằng quá trình kết tủa được coi là hoàn toàn khi hàm lượng ion cần xác định còn lại trong dung dịch ít đến mức mà không thể dùng phản ứng nào để nhận ra được. Tương tự như vậy, trong phương pháp phân tích khối lượng kết tủa, quá trình kết tủa được coi là hoàn toàn khi hàm lượng cấu tử cần xác định còn lại trong dung dịch không vượt quá giới hạn độ chính xác phép cân (0,0002g). Thông thường, đối với kết tủa có độ tan bé,
  • 49. tủa tương đương với lượng tính theo phương trình phản ứng là đủ để thu được kết tủa hoàn toàn. Khi kết tủa có độ tan không đủ nhỏ, hoặc chất phân tích ở trong dung dịch khá loãng, để đảm bảo kết tủa hoàn toàn, cần tăng lượng thuốc kết tủa để làm giảm độ tan của kết tủa. Có nhiều trường hợp, việc tăng lượng thuốc kết tủa không những không làm giảm tính tan mà trái lại làm tăng tính tan do hiệu ứng muối, sự tạo phức, muối acid tan, do kết tủa là lưỡng tính,… Thường người ta dùng lượng thuốc thử dư gấp 1,5 lần lượng cần thiết tính theo phương trình phản ứng. Khi làm kết tủa các kết tủa tinh thể thì nên tiến hành làm kết tủa chậm từ các dung dịch loãng bằng thuốc thử loãng. Nếu kết tủa là vô định hình nhất là kết tủa ưa nước, thì tốt nhất là làm kết tủa từ dung dịch đặc, nóng bằng các thuốc thử có nồng độ cao và làm kết tủa nhanh, nhằm mục đích làm giảm bề mặt chung và giảm thể tích kết tủa. Sau khi kết tủa xong, để dễ lọc và giảm sự nhiễm bẩn do hấp phụ, ta pha loãng dung dịch gấp đôi bằng nước cất, nóng. Lúc này cân bằng hấp phụ sẽ bị phá và một phần ion bị hấp phụ sẽ lại rời bề mặt kết tủa để đi vào dung dịch. Kết tủa thu được sẽ chắc hạt, ít bị nhiễm bẩn. 3.3.2.4. Yêu cầu đối với lượng mẫu phân tích Lượng cân mẫu lấy để phân tích phải không quá nhỏ và quá lớn. Lượng cân mẫu quá lớn sẽ thu được quá nhiều chất kết tủa làm mất rất nhiều thời gian để lọc, rửa và gây khó khăn khi làm việc với các dụng cụ phân tích thông thường (phễu lọc, chén nung, cốc,…). Trái lại, lượng cân mẫu nhỏ thì dung dịch sau khi phá mẫu khá loãng và có thể khó tách hoàn toàn chất cần phân tích, do đó kết quả phân tích sẽ khó chính xác. Thông thường, khi phân tích những hợp chất xác định, trong đó chỉ cần phân tích hàm lượng một cấu tử chính thì chỉ nên lấy lượng cân từ 0,2g (đối với hợp kim nhẹ) đến 1g (đối với quặng, silicat,…). Khi phân tích các lượng vết thì tùy theo mẫu mà có thể lấy lượng cân lớn từ 10 – 100g. 3.3.3. Lọc kết tủa và rửa kết tủa Đối với kết tủa tinh thể thì phải có thời gian làm muồi cần thiết trước khi lọc. Còn đối với kết tủa vô định hình thì nên lọc và rửa ngay chứ không nên để lâu, nếu để lâu kết tủa sẽ đặc quánh lại không rửa sạch được. Thường lọc kết tủa qua giấy lọc không tàn hoặc qua phễu xốp. Giấy lọc không tàn là giấy lọc đã làm sạch hết phần lớn các chất vô cơ bằng cách rửa với HCl và HF. Khi cháy chúng chỉ để lại lượng tro không đáng kể, lượng này đã ghi ở vỏ bọc các giấy lọc không tàn. Giấy lọc không tàn có nhiều loại dày, mỏng khác nhau, ứng với kích thước của
  • 50. tủa cần lọc. Ví dụ, muốn lọc những kết tủa keo vô định hình rất khó lọc thì nên dùng giấy lọc mỏng nhất, chảy nhanh như giấy băng đỏ hoặc đen. Muốn lọc đa số các kết tủa khác thì dùng giấy lọc loại trung bình (băng trắng) và muốn lọc những kết tủa hạt rất bé như BaSO4 hoặc CaC2O4 thì nên dùng loại giấy lọc dày nhất (băng xanh). Mục đích rửa kết tủa là đuổi hết chất bẩn, kể cả dung dịch nước cái dính ở kết tủa, để làm sạch kết tủa đồng thời ngăn chặn các hiện tượng như sự pepty hóa, sự tạo thành dung dịch keo, người ta phải pha dung dịch rửa thích hợp đó là dung dịch nước có pha thêm các chất điện ly mạnh. 3.3.4. Sấy và nung kết tủa Để chuyển dạng kết tủa thành dạng cân, người ta thường dùng phương pháp sấy khô và nung. Một số kết tủa có thể chuyển dễ dàng sang dạng cân bằng cách sấy khô ở nhiệt độ thường không cần đun nóng bằng cách rửa kết tủa với dung môi hữu cơ như rượu, ete. Ví dụ xác định natri dưới dạng muối natri uranyl acetate NaZn(UO2)3(CH3COO)9.6H2O. Nhiều kết tủa được chuyển thành dạng cân bằng cách sấy ở nhiệt độ khoảng 1000 C. Ví dụ có thể sấy khô các kết tủa kim loại tách ra khi điện phân, các kết tủa kim loại với thuốc thử hữu cơ… Phương pháp phổ biến để chuyển dạng kết tủa thành dạng cân là nung ở nhiệt độ từ 6000 C – 11000 C. Nếu thành phần hóa học của chất kết tủa không thay đổi khi chuyển sang dạng cân, ví dụ các kết tủa BaSO4, PbSO4, AgCl,…thì không cần nung ở nhiệt độ quá cao, chỉ cần nung ở nhiệt độ đủ hóa tro giấy lọc hoặc đủ để đuổi hết nước bám vào bề mặt kết tủa hoặc nằm ở các khe giữa các hạt kết tủa. Trong một số trường hợp việc nung ở nhiệt độ quá cao có thể làm xảy ra các quá trình phụ. Ví dụ khi nung BaSO4 ở nhiệt độ quá cao (trên 8000 C) thì kết tủa có thể bị phân hủy thành BaO và SO3. Đối với kết tủa bị thay đổi thành phần hóa học khi chuyển sang dạng cân thì phải nung ở nhiệt độ đủ cao. Ví dụ kết tủa Fe(OH)3 chuyển hoàn toàn thành oxit Fe2O3 ở nhiệt độ từ 1000 - 11000 C. Cùng một dạng kết tủa có thể chuyển thành các dạng cân khác nhau khi nung ở các nhiệt độ khác nhau. Ví dụ dạng kết tủa CaC2O4 sẽ chuyển thành dạng cân là CaCO3 khi nung ở 475 - 5250 C và chuyển thành dạng cân là CaO khi nung ở 1100 -12000 C. Kỹ thuật nung cũng cần được chú ý, dùng đũa thủy tinh có đầu nhọn kéo giấy lọc ra khỏi phễu, gấp mép giấy lọc lại thế nào đó để kết tủa tản ra xung quanh giấy rồi đem bỏ vào chén nung, cho đỉnh nhọn
  • 51. và nung cho đến nhiệt độ thích hợp. Cần phải lọc rất cẩn thận cho hết nước rồi cho vào chén nung (đã được nung đến khối lượng không đổi). Mới đầu dùng nhiệt độ thấp để sấy cho khô rồi sau đó mới nâng nhiệt độ đến giá trị thích hợp. 3.3.5. Cân Trước khi cân, cần cho kết tủa dạng cân vào bình hút ẩm khoảng 20 phút để đưa về nhiệt độ phòng. Đây là giai đoạn cuối cùng nhưng rất quan trọng để xác định khối lượng của kết tủa ở dạng cân. Phải cân trên cân phân tích có độ chính xác ± 0,0001g. 3.5. PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG Nói chung, phương pháp phân tích khối lượng cho kết quả khá tin cậy và chính xác khi xác định cấu tử lượng lớn và trung bình. Đối với đa số các phương pháp khối lượng, sai số thường dao động trong giới hạn từ 0,2 – 0,4%. Khi sử dụng các cân vi phân phân tích cho phép cân đến ± 1.10-5 và ± 1.10-6 g và dùng mọi biện pháp để loại bỏ các sai số khác thì có thể nâng độ chính xác phân tích khối lượng lên tới 0,01%. Tuy vậy chỉ trong các phép phân tích đặc biệt, như xác định khối lượng nguyên tử mới yêu cầu về độ chính xác cao như vậy. Nhược điểm lớn của phương pháp phân tích khối lượng là thời gian phân tích quá dài, không thích hợp khi cần phân tích nhanh như trong phép phân tích kiểm tra sản xuất. Vì vậy, phân tích khối lượng chỉ dùng khi yêu cầu về độ chính xác cao mà không chú ý đến yếu tố thời gian. Tuy vậy vì có độ tin cậy cao và độ chính xác cao cho nên đến nay phương pháp này vẫn được coi là phương pháp trọng tài, để đánh giá tính đúng đắn của các kết quả phân tích theo các phương pháp khác nhau.
  • 52. BÀI TẬP 3.1. Nêu nguyên tắc của phương pháp phân tích khối lượng. Phân loại các phương pháp phân tích khối lượng. 3.2. Trình bày các giai đoạn tiến hành phân tích khối lượng. Nêu cách tính kết quả. 3.3. Kể vài ứng dụng của phương pháp phân tích khối lượng trong hóa học vật liệu và thực phẩm. 3.4. Tại sao trong phân tích khối lượng người ta lại làm kết tủa Calcium bằng (NH4)2C2O4 mà không dùng Na2C2O4? Làm kết tủa Ag+ bằng NaCl tốt hơn hay bằng HCl tốt hơn? Trong trường hợp nào sau đây thì sự mất mát khi rửa kết tủa CaC2O4 là lớn nhất và trong trường hợp nào thì nhỏ nhất: a. 150 ml nước. b. 150 ml (NH4)2C2O4 0,1M. c. 600 ml nước. 3.5. Xác định sulfur trong gang như sau: Hòa tan 5,904 (g) mẫu gang bằng dung dịch (dd) acid HCl, khí H2S tạo thành được hấp thụ bằng dd muối Cd2+ , kết tủa CdS hòa tan bằng dd CuSO4 dư thu được kết tủa CuS. Lọc, rửa, sấy, nung kết tủa CuS và cân kết tủa được 0,0732 g CuO. Hãy tính hàm lượng %S trong mẫu gang. 3.6. Để xác định lượng CaCO3 trong đá vôi, người ta cân 0,4821 g mẫu, hòa tan thành dung dịch và kết tủa ion Ca2+ dưới dạng CaC2O4 (calcium oxalate). Sau khi lọc, rửa và nung kết tủa đó thu được 0,261 g CaO. Tính hàm lượng CaCO3 (100 g/mol) trong mẫu ? 3.7. Để xác định Ni trong thép, người ta lấy 1,0860 g mẫu. Sau khi hòa tan hoàn toàn và chế hóa nó, đem kết tủa Ni dưới dạng NiC8H14O4N4 (di methylgloximate), lọc, rửa rồi đem sấy kết tủa cân được 0,2136 g. Tính %Ni trong mẫu thép. 3.8. Khi phân tích 2 mẫu quặng chì người ta thu được kết quả như sau: Mẫu 1: độ ẩm: 1,56%, %Pb = 24,02% Mẫu 2: độ ẩm: 0,58%, %Pb = 24,26% Tính hàm lượng % Pb trong mẫu khô và rút ra kết luận về phần %Pb trong mẫu 1 và mẫu 2.
  • 53. thau chỉ có đồng, thiếc và kẽm, đem phân tích 0,8325g đồng thau thì thu được 0,6729 g kết tủa CuSCN và 0,0432g SnO2. Hãy tính thành phần phần trăm các chất của loại đồng thau này. 3.10. Sỏi thận là một bệnh thường gặp và là hiện tượng lắng đọng, kết tủa những chất trong nước tạo thành sỏi trong thận. Dạng sỏi thận phổ biến nhất là dạng sỏi được hình thành từ calcium và oxalate (CaC2O4). Magnesium được biết là ức chế sự hình thành của sỏi thận. Xác định nồng độ Ca2+ và Mg2+ trong 100,0 ml nước tiểu bằng phương pháp trọng lượng. Chuyển toàn bộ Ca2+ và Mg2+ thành hỗn hợp dạng tủa CaC2O4 và MgC2O4. Lọc, rửa, sấy và nung nóng kết tủa thu được hỗn hợp dạng cân CaCO3 và MgO, cân nặng 0,0433 g. Tiếp tục nung nóng ở nhiệt độ cao hơn thu được hỗn hợp dạng cân CaO và MgO, cân nặng 0,0285 g. Tính nồng độ mol và Cppm của Ca2+ và Mg2+ trong hỗn hợp ban đầu. 3.11. Cân 1,053g hỗn hợp gồm (CaCl2 và Ca(NO3)2) đem hòa tan và cho phản ứng với (NH4)2C2O4 dư thu được kết tủa Ca2C2O4. Lọc, rửa kết tủa, làm khô và nung đến khối lượng không đổi cân được 0,3872g CaO. Tính phần trăm mỗi muối trong hỗn hợp. 3.12. Hòa tan 35,0136 g mẫu có chứa sắt, sau đó đem kết tủa hoàn toàn bằng dung dịch NaOH dư. Lọc, rửa kết tủa và đem sấy khô rồi nung ở nhiệt độ 8000 C đến khối lượng không đổi, thu được 0,5138 g chất rắn. Hãy giải thích quy trình (viết phương trình phản ứng) và tính phần trăm sắt có trong mẫu đem phân tích.
  • 54. PHÂN TÍCH THỂ TÍCH (PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CHUẨN ĐỘ ) MỤC TIÊU - Trình bày được nguyên tắc của phương pháp chuẩn độ và các yêu cầu của phản ứng dùng trong chuẩn độ. - Phân biệt được hai cách xác định điểm tương đương, phân biệt được điểm tương đương và điểm kết thúc. - Trình bày được các kỹ thuật chuẩn độ và cách tính kết quả trong phương pháp chuẩn độ. - Giải thích được chất gốc, dung dịch gốc, dung dịch chuẩn, biết cách pha chế dung dịch. 4.1. NGUYÊN TẮC VÀ MỘT SỐ KHÁI NIỆM 4.1.1. Nguyên tắc Phương pháp phân tích định lượng dựa trên việc đo lượng thuốc thử cần dùng đã biết nồng độ chính xác (thường tính theo thể tích) để phản ứng vừa đủ với một lượng dung dịch đã cho của chất cần xác định gọi là phương pháp chuẩn độ hay còn gọi là phương pháp phân tích thể tích. Từ thể tích đã dùng của thuốc thử, ta sẽ tính được lượng chất cần phân tích. Có thể biểu diễn quá trình chuẩn độ như sau: Để phân tích một chất A người ta chuyển nó vào dung dịch bằng một dung môi thích hợp (nước, acid, kiềm hay chất oxy hóa  khử…) sau đó dùng pipette lấy chính xác một thể tích (ml) dung dịch thu được cho vào bình tam giác (erlen) và thêm từ từ thuốc thử R (thường được chứa trong burette) vào dung dịch cần phân tích cho đến khi phản ứng vừa đủ với toàn bộ lượng chất cần phân tích. Quá trình thêm từ từ thuốc thử R bằng burette vào dung dịch của chất cần định lượng trên được gọi là sự chuẩn độ hay phép định phân. Quá trình chuẩn độ sẽ chấm dứt khi có tín hiệu cho biết phản ứng đã kết thúc. Từ thể tích thuốc thử R ghi nhận được và thể tích của chất A ta dễ dàng xác định được hàm lượng hoặc nồng độ của chất A theo quy tắc đương lượng. Dung dịch A cần xác định hàm lượng hay nồng độ được gọi là dung dịch cần chuẩn. Thuốc thử R đã biết nồng độ chính xác và được

mẹo hay Học Tốt Học Sách Cryto Phân tích

Bài Viết Liên Quan

Tuổi thọ trung bình của ấm siêu tốc năm 2024
Tuổi thọ trung bình của ấm siêu tốc năm 2024

mẹo hay
Các bài toán ứng dụng của tích phân năm 2024
Các bài toán ứng dụng của tích phân năm 2024

mẹo hay
Giải bài tập hóa 9 sgk trang 48 năm 2024
Giải bài tập hóa 9 sgk trang 48 năm 2024

mẹo hay Khỏe Đẹp Bài tập
Bài tập minh họa phần tập hợp toán 10 năm 2024
Bài tập minh họa phần tập hợp toán 10 năm 2024

mẹo hay Khỏe Đẹp Bài tập Tập hợp Q Tập hợp C
Ms mobile station thuê bao ms sms là gì năm 2024
Ms mobile station thuê bao ms sms là gì năm 2024

là ai Hỏi Đáp Là gì
Khu nội trú sinh viên phạm văn đồng năm 2024
Khu nội trú sinh viên phạm văn đồng năm 2024

mẹo hay
Quy hoạch khu đô thị là gì năm 2024
Quy hoạch khu đô thị là gì năm 2024

là ai Hỏi Đáp Là gì
Thế nào được gọi là một người thành công năm 2024
Thế nào được gọi là một người thành công năm 2024

mẹo hay Hỏi Đáp Thế nào Người thành công
Phòng công chứng ngô văn hiền quảng ngãi năm 2024
Phòng công chứng ngô văn hiền quảng ngãi năm 2024

mẹo hay
Giải bài tập toán lớp 6 tập 1 năm 2024
Giải bài tập toán lớp 6 tập 1 năm 2024

mẹo hay Khỏe Đẹp Bài tập
Khu vực giám sát hải quan là gì năm 2024
Khu vực giám sát hải quan là gì năm 2024

là ai Hỏi Đáp Là gì
Tiểu thuyết điều kì diệu của tiệm tạp hóa namiya năm 2024
Tiểu thuyết điều kì diệu của tiệm tạp hóa namiya năm 2024

mẹo hay
Các bài toán lớp 3 có lời giải năm 2024
Các bài toán lớp 3 có lời giải năm 2024

mẹo hay
Ra mắt sản phẩm mới tiếng anh là gì năm 2024
Ra mắt sản phẩm mới tiếng anh là gì năm 2024

là ai Hỏi Đáp Là gì Học Tốt Tiếng anh Release là gì Launching la gì Launch la gì
Chơi xong rồi bỏ quan niệm như thế nào năm 2024
Chơi xong rồi bỏ quan niệm như thế nào năm 2024

mẹo hay Hỏi Đáp Thế nào
Fd 100 lt 90 fd 100 lt 90 là gì năm 2024
Fd 100 lt 90 fd 100 lt 90 là gì năm 2024

là ai Hỏi Đáp Là gì
Bài tập rèn kĩ năng sử dụng từ chuẩn mcj năm 2024
Bài tập rèn kĩ năng sử dụng từ chuẩn mcj năm 2024

mẹo hay Khỏe Đẹp Bài tập Các loại từ
Computer networking a top-down approach powerpoint lecture slides năm 2024
Computer networking a top-down approach powerpoint lecture slides năm 2024

mẹo hay Top List Top Forouzan slide
Đề thi vào lớp 10 môn toán năm 2009 năm 2024
Đề thi vào lớp 10 môn toán năm 2009 năm 2024

mẹo hay
Https www.happyskin.vn top-9-eyeliner-than-ki-dang-so-huu-nhat năm 2024
Https www.happyskin.vn top-9-eyeliner-than-ki-dang-so-huu-nhat năm 2024

mẹo hay Top List Top Happy Skin Spa

Quảng Cáo

Có thể bạn quan tâm

Lỗi a closed boundary could not be determined trong cad năm 2024
1 ngày trước . bởi DefunctNormalcy
Hệ số sử dụng đất trong xây dựng là gì năm 2024
1 ngày trước . bởi AnguishedJurisprudence
Chi phí đo đạt hạch toán vào đâu niceaccounting năm 2024
1 ngày trước . bởi FaultyStagnation
Khối lập phương là khối đa diện đều loại gì năm 2024
1 ngày trước . bởi CommercialPublisher
Trung tâm tổ chức hội nghị bình dương năm 2024
1 ngày trước . bởi AbbreviatedOwner
Chuẩn hóa về tài liệu lưu trữ theo iso năm 2024
1 ngày trước . bởi PhilosophicPotassium
Giải sách giáo khoa hóa 9 bài 4 năm 2024
1 ngày trước . bởi WarmStimulus
Chính sách xuất nhập khẩu là gì năm 2024
1 ngày trước . bởi DemographicActress
Quạt điều hòa air cooler của nước nào năm 2024
1 ngày trước . bởi FlabbergastedPoultry
Mắt bị sưng mí đỏ và đau là bệnh gì năm 2024
1 ngày trước . bởi AnnouncedFlashing

Toplist được quan tâm

#1
Top 9 tập bản đồ lớp 8 bài 31 2023
5 tháng trước
#2
Top 6 kết quả thi hsg đà nẵng 2022 2023
5 tháng trước
#3
Top 9 tủ nhựa đài loan 4 cánh 3d 2023
5 tháng trước
#4
Top 9 chất khí có thể làm mất màu dung dịch nước brom là: a. so2. b. co2. c. o2. d. hcl. 2023
5 tháng trước
#5
Top 8 tìm việc làm tiện, phay bảo q7 2023
5 tháng trước
#6
Top 3 tôi xuyên thành tiểu kiều the của lão đại phản 2 2023
5 tháng trước
#7
Top 9 đổi mới phong cách, thái độ phục vụ của cán bộ y tế hướng tới sự hài lòng của người bệnh 2023
5 tháng trước
#8
Top 2 bài the dục phát triển chung lớp 6 2022 2023
5 tháng trước
#9
Top 3 bài giảng vũ điệu sắc màu (lớp 4) 2023
5 tháng trước

Quảng cáo

Xem Nhiều

Ký hiệu ext trên tay cầm ps4 pro là gì năm 2024
1 tuần trước . bởi OverhangingIceberg
Nghĩa vụ cơ bản của hợp đồng là gì năm 2024
1 tuần trước . bởi Short-termGrandeur
Chuỗi phương trình hóa hữu cơ có lời giải năm 2024
3 ngày trước . bởi BenevolentCondominium
Soạn bài rằm tháng giêng ngữ văn lớp 7 năm 2024
1 tuần trước . bởi HuntedUniversity
Lỗi giựt màn hình trong fifa online 3 năm 2024
4 ngày trước . bởi IncrementalDoorstep
Ip6 plus và 6s plus khác nhau như thế nào năm 2024
4 ngày trước . bởi Front-pageNoodle
Bài tập định luật bôi lơ ma ri ốt năm 2024
1 tuần trước . bởi ClandestineMemory
Top 10 luong cau thu cao nhat the gioi năm 2024
1 ngày trước . bởi OngoingInspiration
Giải toán nâng cao lớp 2 có đáp án năm 2024
5 ngày trước . bởi BrusqueSpoiler
Danh ngôn trong tiếng anh là gì năm 2024
3 ngày trước . bởi MarvelousEmancipation

Quảng cáo

Chúng tôi

Điều khoản

Trợ giúp

Mạng xã hội

DMCA.com Protection Status
Bản quyền © 2021 Xây Nhà Inc.