26

Bài 4
ĐẠI CƯƠNG VỀ PP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH
(PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ)

I. NGUYÊN TẮC - MỘT SỐ KHÁI NIỆM
Phân tích thể tích là PP đònh lượng cấu tử X dựa trên phép đo thể tích.
Khi thực hiện phản ứng giữa dung dòch chuẩn C và cấu tử Xø, C thường được
chứa trong buret và được nhỏ từ từ vào dung dòch chứa chất cần xác đònh X (X thường
được lấy chính xác V
X
(ml) bằng pipet và chứa trong erlen). Quá trình trên được gọi là
sự đònh phân hay phép chuẩn độ.
Sự chuẩn độ sẽ chấm dứt khi có tín hiệu cho

tđ
: phép chuẩn độ không bò sai số chỉ thò
V
f
< V
tđ
: phép chuẩn độ bò sai thiếu
V
f
> V
tđ
: phép chuẩn độ bò sai thừa
Trong phương pháp phân tích thể tích, còn có thể xác đònh điểm tương đương
thông qua phép đo một số đại lượng hóa lý như điện thế, độ dẫn điện, mật độ dòng
điện… Các phương pháp này được xếp vào nhóm phương pháp phân tích dụng cụ.
Tùy điều kiện chuẩn độ, dung dòch X cũng có thể được chứa trong buret và
thuốc thử C được chứa trong erlen. 5
0
4
0
3
0
2
0
1
0
0

Với phản ứng chuẩn độ acid – baz, trục tung thường có đơn vò là trò số pH. Ngoài
ra, do giữa nồng độ X hay pX của cấu tử với thế E của dung dòch có mối liên hệ nhất
đònh, đường chuẩn độ cũng có thể là đường biểu diễn sự biến thiên của E theo lượng
thuốc thử thêm vào. Các đường chuẩn độ của hệ oxy hóa khử thường được biểu diễn
theo cách này. Log [X]

Log
[C
]

V
C
, ml
V
C
,
ml28


môi trường (Z là e
−
), hay theo sự thay đổi thế oxy hóa khử của hệ.
2.2 Chất chỉ thò nồng độ ion.
Là chất chỉ thò có cơ cấu và tính chất thay đổi theo nồng độ một ion nào đó trong
dung dòch:
Chất chỉ thò acid – baz (Z là H
+
/OH
-
): được dùng trong phương pháp trung hòa và đo
màu để xác đònh pH của môi trường .
Chất chỉ thò tạo tủa (Z là ion M
n+
và IndZ là kết tủa): được dùng trong phương pháp
chuẩn độ tạo tủa.
Chất chỉ thò tạo tạo phức (Z là ion M
n+
và IndZ là phức chất): được dùng rộng rãi
trong phương pháp chuẩn độ phức chất.
Ngoài ra, còn có các loại chất chỉ thò khác, ví dụ :

29

2.3 Chất chỉ thò hấp phụ
Thường là loại phẩm nhuộm hữu cơ có tính acid hay baz yếu có khả năng hấp
phụ lên bề mặt tủa làm cho tủa nhuộm một màu đặc trưng. Hiện tượng này xảy ra khi

quang,…
3. Điều kiện chọn lựa chất chỉ thò
Chỉ thò được chọn lựa phải hội đủ các điều kiện sau đây:
- Bền và nhạy trong môi trường sử dụng.
- Phù hợp với bản chất của các cấu tử tham gia phản ứng chuẩn độ.
- Giúp xác đònh điểm cuối với độ chính xác cao :
- Hai dạng IndZ và Ind phải có tính chất khác nhau rõ rệt
- Phản ứng chuyển từ dạng Ind sang dạng IndZ hoặc ngược lại phải đạt được
nhanh để sự chuyển màu của dung dòch xảy ra nhanh.
- Sự chuyển màu của chỉ thò càng gần với điểm tương đương thì sai số của quá
trình xác đònh sẽ càng nhỏ.
4. Cơ chế chỉ thò
4.1 Chỉ thò thuận nghòch
Là các chỉ thò có sự biến đổi thuận nghòch giữa 2 dạng Ind và IndZ :
β
i
Ind + Z IndZ
k
i

Thật ra với các chỉ thò thuận nghòch, trong dung dòch lúc nào cũng đều tồn tại
song song cả 2 dạng Ind, IndZ. Khi nói tính chất của dung dòch được quyết đònh bởi Ind,
nên hiểu rằng đó là do tỉ số của [Ind ]/[IndZ] là khá lớn. Khi dung dòch chuyển màu
sang dạng IndZ có nghóa là cân bằng đã dòch chuyển theo chiều làm cho tỉ số của
[Ind]/ [IndZ] trở nên khá nhỏ. Nói cách khác, dung dòch sẽ chuyển từ màu này sang
màu kia khi [Ind]/[IndZ] chuyển từ một tỉ số này sang một tỉ số khác.
Mỗi chất chỉ thò thuận nghòch sẽ có một khoảng chuyển màu tương ứng với hai
tỉ số [Ind]/[IndZ] nhỏ và lớn nói trên.
Ví dụ, chất thò acid – baz thuận nghòch (có hằng số phân li chỉ thò k
i

bằng thực nghiệm và thường xấp xỉ pk
i
của chất chỉ thò (nằm chính giữa khoảng
chuyển màu). Tuy nhiên, do mắt có thể nhạy với màu này mà không nhạy với màu
khác nên giá trò pT có thể lệch về một phía.
4.2 Chỉ thò bất thuận nghòch
Chỉ thò bất thuận nghòch là những chất chỉ thò chỉ giúp xác đònh được điểm cuối
của quá trình chuẩn độ một lần do sự biến đổi bất thuận nghòch của hành phần hóa học
và cấu tạo của chất chỉ thò. Thuộc loại này gồm có :
- Một số chất chỉ thò oxy hóa khử bò phân hủy hóa học trong quá trình oxy hóa – khử:
metyl da cam, metyl đỏ, congo đỏ…
- Các chất chỉ thò tạo tủa với cân bằng chỉ thò :
Ind + M
n+
MInd
n+
↓
T
MInd

= [Ind] [M
n+
] Thời điểm dừng chuẩn độ có pM
n+
f

=

=pk
i

-
1:
Chuẩn độ với pH giảm dần

pH
Khoa

ng chuyển ma

u

pT31

2. Chuẩn độ ngược
Cho lượng thừa thuốc thử C vào dung dòch chứa cấu tử X. Đònh lượng thừa C
bằng dung dòch chuẩn C
1
đến điểm cuối chuẩn độ :
X
C
C


X
AC
1

C
1

C
SĐLcủa X ≈ SĐLcủa C
1
≈ SĐL của C
Dùng cách chuẩn độ này khi không có thuốc thử hoặc không có chỉ thò cho X.
Lưu ý rằng hợp chất AX phải bền hơn AC
1
.
4. Chuẩn độ gián tiếp
Cấu tử X được chuyển thành một hợp chất khác có công thức phân tử xác đònh và
một thành phần nào đó của hợp chất có thể chuẩn độ bằng một thuốc thử và một chỉ
thò thích hợp.
Ví dụ, để xác đònh hàm lượng Na hay K, người ta chuẩn độ gián tiếp bằng cách :
- Chuyển K vào hợp chất K
2
NaCo(NO
2
)
6

- Chuyển Na vào hợp chất NaMg(UO
2

2
,…, C
n
) và các chất chỉ thò thích hợp trong các điều kiện xác đònh sao
cho mỗi lần chuẩn độ chỉ có một cấu tử tham gia phản ứng.
V. CÁCH TÍNH KẾT QUẢ TRONG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
THỂ TÍCH
1. Nguyên tắc chung

32

Nguyên tắc chung là dựa vào đònh luật đương lượng. Với phản ứng chuẩn độ C +
X → A + B, tại điểm tương đương số đương lượng của C= số đương lượng của X, tức:
C
C
.V
C
= C
X
.V
X

với C
C
, C
X
: nồng độ đương lượng của thuốc thử C và cấu tử X
V
C
, V

nn
C .
1
×=
C (g/l) = C
N
.Đ
X
= ×
X
CC
V
VC .
Đ
X
= ×
X
CC
V
VC .
n
M
X

- Lấy V (ml) mẫu đậm đặc pha loãng thành V
1
(ml) dung dòch loãng ; dùng V
X

(ml) dung dòch loãng chuẩn độ bằng V

1
3
10
10.
Đ
X

2.2 Mẫu rắn
Khi mẫu ở dạng rắn, chúng ta có thể gặp các trường hợp sau đây :
- Cân a(g) mẫu, hòa tan và chuẩn độ bằng V
C
(ml) dung dòch chuẩn C
C
:
%X = C
C
. V
C
.10
−3
.
a
100
.Đ
X

- Cân a(g) mẫu, hỏa tan và đònh mức thành V
1
(ml) dung dòch loãng ; lấy V
X

.V
C
- C
C1
.V
C1
⇒ C
X
=
X
CCCC
V
V
.
C
V
.
C
11
−

Ngoài ra, còn có thể áp dụng đònh luật đương lượng để tính toán khi pha loãng
dung dòch, dựa trên nguyên tắc số đương lượng trong 2 dung dòch đậm đặc và loãng
bằng nhau :
C
đđ
.V
đđ
= C
l


Độ chuẩn theo chất xác đònh T
C/X

Biểu diễn số gram hay miligram chất X tác dụng vừa đủ với 1 mililít dung dòch
chuẩn nồng độ C
C
.:
T
C/X
=
X
C
Đ
C
⋅
1000
⇒ C
C
=
X
X/C
Đ
T
⋅
1000

Ví dụ : T
C/X
= T