BỘ CÔNG NGHIỆP
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
CHUYÊN NGÀNH HÓA PHÂN TÍCH
TIỂU LUẬN MÔN CƠ SỞ HÓA HỌC PHÂN TÍCH
ĐỀ TÀI:
GVHD : ThS. Hồ Văn Tài
SVTH : Trần Kim Thoa
Bùi Tiến Toại
Nguyễn Thị Thu Thảo
(09254881)
LỚP : ĐHPT5LT
Thành Phố Hồ Chí Minh, Tháng 10-2010
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TP.HCM, ngày …. tháng ……năm 2008
hạn hẹp mong được sự góp ý chân thành của quý thầy cô và các bạn. Chân thành cảm ơn
Tp Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 10 năm 2010
Nhóm tiểu luận
SVTH: Kim Thoa_Thu Thảo_Tiến Toại GVHD: ThS. Hồ Văn Tài
Lớp : DHPT5LT
Trường Đại học công nghiệp TPHCM Tiểu luận môn CSLTHPT2
Khoa Công Nghệ Hóa
Lời cảm ơn
Chúng em – nhóm tiểu luận – xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của quí thầy
cô tổ bộ môn phân tích mà đặc biệt là thầy Thạc sỹ Hồ Văn Tài đã giúp chúng em hoàn thành
đề tài này, bên cạnh đó nhóm xin chân thành cảm ơn thư viện trường Đại học công nghiệp
TPHCM đã cung cấp nguồn tài liệu vô cùng quý giá để chúng em có thể hoàn thành tốt đề tài
này.
Mặc dù các thành viên trong nhóm đã đoàn kết, cố gắng hết mình để có thể hoàn thành
xong bài tiểu luận, nhưng đây là một đề tài khó và đây là lần đầu tiên thực hiện loại tiểu luận
này nên trong quá trình tìm hiểu, nghiên cứu cũng như tính toán chắc chắn không tránh khỏi
những thiếu sót nhất định. Chúng em rất mong nhận được những lời nhận xét từ phía thầy
giáo, cũng như những ý kiến đóng góp từ các bạn cùng lớp để những bài tiểu luận sau đạt kết
quả cao hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Tp Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 10 năm 2010
Nhóm tiểu luận
A. Tóm tắt về phương pháp chuẩn độ tạo phức:
1. Phương pháp chuẩn độ complexon là một trường hợp điển hình của phép chuẩn độ
tạo phức. Phương pháp này dựa vào phản ứng tạo phức của ion kim loại với EDTA,
chất có khả năng tạo phức bền và thường là theo tỷ lệ 1:1.
M
n+
+ H
([MIn]’) và nồng độ của chỉ thị ở trạng thái tự do theo công thức:
và từ đó tính sai số của phép chuẩn độ.
4. Tùy thuộc vào đối tượng phân tích ta có thể sử dụng các phương pháp chuẩn độ khác
nhau:
− Chuẩn độ trực tiếp ion kim loại bằng EDTA được thực hiện khi phản ứng tạo
phức giữa ion kim loại với EDTA xảy ra nhanh và có chất chỉ thị thích hợp để
xác định điểm dừng chuẩn độ.
− Trong trường hợp không thể thực hiện được phép chuẩn độ trực tiếp thì phải dùng các
phương pháp khác như chuẩn độ ngược, chuẩn độ thế, chuẩn độ gián tiếp.B. Bài tập
Bài 1: Chuẩn độ 25mL ZnSO
4
0.00100M bằng EDTA cùng nồng độ ở pH = 9,0 được
thiết lập bằng hệ đệm NH
3
+ NH
4
Cl trong đó C
NH3
= 0,100M. Tính pZn khi đã thêm 24mL
SVTH: Kim Thoa_Thu Thảo_Tiến Toại GVHD: ThS. Hồ Văn Tài
Lớp : DHPT5LT
Trường Đại học công nghiệp TPHCM Tiểu luận môn CSLTHPT2
Khoa Công Nghệ Hóa
EDTA. Ở đây, không kể sự tạo phức hidroxo, mà chỉ tính đến sự tạo phức phụ của Zn
2+
với
NH
3
(biết lgβ
1
= 9.2929 9.29
Bài 2: Chuẩn độ 25mL ZnSO
4
0,00100M bằng EDTA cùng nồng độ ở pH = 9,0 được
thiết lập bằng hệ đệm NH
3
+ NH
4
Cl trong đó C
NH3
= 0,100M. Tính pZn khi đã thêm 25mL
EDTA. Ở đây, không kể sự tạo phức hidroxo, mà chỉ tính đến sự tạo phức phụ của Zn
2+
với
NH
3
(biết lgβ
1
= 2,21; lgβ
2
= 4.4; lgβ
3
= 6,76; lgβ
4
= 8,79 và coi [NH
3
] = 0,100; β
ZnY
= 10
16.5
3
+ NH
4
Cl trong đó C
NH3
= 0,100M. Tính pZn khi đã thêm 26mL
EDTA. Ở đây, không kể sự tạo phức hidroxo, mà chỉ tính đến sự tạo phức phụ của Zn
2+
với
NH
3
(biết lgβ
1
= 2,21; lgβ
2
= 4,4; lgβ
3
= 6.76; lgβ
4
= 8,79 và coi [NH
3
] = 0,100; β
ZnY
= 10
16.5
)
Bài giải :
Ta có :
Vì h = 10
-9
= 0,100M. Tính pZn khi đã thêm 18 mL
EDTA. Ở đây, không kể sự tạo phức hidroxo, mà chỉ tính đến sự tạo phức phụ của Zn
2+
với
NH
3
(biết lgβ
1
= 2,21; lgβ
2
= 4,4; lgβ
3
= 6.76; lgβ
4
= 8,79 và coi [NH
3
] = 0,100; β
ZnY
= 10
16.5
)
Bài giải:
Ta có :
Vì h = 10
-9
<< K
a3
<< K
a2
K
= 2,21; lgβ
2
= 4,4; lgβ
3
= 6.76; lgβ
4
= 8,79 và coi [NH
3
] = 0,100; β
ZnY
= 10
16.5
)
Bài giải :
Ta có :
Vì h = 10
-9
<< K
a3
<< K
a2
K
a1
nên :
Khi đã thêm 20mL EDTA, tại thời điểm tương đương
Áp dụng công thức :
ta có :
pZn = pZn’ – logα
Zn
= -lg – lg1,14775.10
3
] = 0,100; β
ZnY
= 10
16.5
)
Bài giải :
Ta có :
Vì h = 10
-9
<< K
a3
<< K
a2
K
a1
nên :
Khi đã thêm 22mL EDTA, tại thời điểm sau điểm tương đương
Áp dụng công thức :
ta có :
pZn = pZn’ – logα
Zn
= -lg – lg1,14775.10
-5
= 14,330214,33
Bài 7: Chuẩn độ 15mL ZnSO
4
0.00200M bằng EDTA cùng nồng độ ở pH = 9,0 được
thiết lập bằng hệ đệm NH
3
Ta có :
Vì h = 10
-9
<< K
a3
<< K
a2
K
a1
nên :
Khi đã thêm 22mL EDTA, tại thời điểm sau điểm tương đương
Áp dụng công thức :
ta có :
pZn = pZn’ – logα
Zn
= -lg – lg1,14775.10
-5
= 14,1541 14,15
Bài 8: Chuẩn độ 25mL CaCl
2
0,001M bằng EDTA cùng nồng độ. Tính pCa sau khi đã
thêm 24,5mL EDTA ở pH = 6 biết β
CaY
= 10
10.7
Bài giải:
Tại pH = 6 sự tạo phức của hidroxo của Ca
2+
không đáng kể, Ca
2+
=0.001;
V
0
= 25mL ; V = 24,5mL và β’=10
6.05
sau khi tổ hợp ta được :
49,5.10
-3
[Ca
2+
]’
2
– 45,6.10
-2
[Ca
2+
]’ – 25.10
-6.05
= 0 => [Ca
2+
]’ = 10
-4.58
Vì = 1 nên pCa = 4,58
Bài 9: Chuẩn độ 25mL CaCl
2
0,001M bằng EDTA cùng nồng độ. Tính pCa sau khi đã
thêm 24,5mL EDTA ở pH = 10 biết β
CaY
= 10
10.7
β’ tương đối lớn nên có thể sử dụng công thức
để tính [Ca
2+
]’
pCa
Bài 10:
Chuẩn độ 25mL CaCl
2
0,001M bằng EDTA cùng nồng độ. Tính pCa sau khi đã thêm
23,5mL EDTA ở pH = 8 biết β
CaY
= 10
10.7
Bài giải:
Ở pH = 8 sự tạo phức của hidroxo của Ca
2+
không đáng kể, Ca
2+
không tạo phức với
NH
3
nên = 1
Vì h = 10
-8
<< K
a2
, K
a1
nên :
β'
2+
không tạo phức với
NH
3
nên = 1
H = 10
-10
<< K
a3
<< K
a2
, K
a1
nên :
β'
CaY
= β
CaY
= 10
10.7
.0,3545 = 1,77.10
10
β’ tương đối lớn nên có thể sử dụng công thức sau để tính [Ca
2+
]’:
pCa
Bài 12: Tính sai số khi chuẩn độ 25,00mL Zn
2+
0,001M bằng EDTA 0,001M ở pH = 9,0
16,5
Bài giải:
Ở pH = 11,00 không kể sự tạo phức hidroxo, mà chỉ tính đến sự tạo phức phụ của Zn
2+
với NH
3
biết lgβ
1
= 2,21; lgβ
2
= 4,4; lgβ
3
= 6,76; lgβ
4
= 8,79 và coi [NH
3
] = 0,100; β
ZnY
= 10
16.5
Vì h = 10
-9
<< K
a3
<< K
a2
, K
a1
nên :
SVTH: Kim Thoa_Thu Thảo_Tiến Toại GVHD: ThS. Hồ Văn Tài
2
=10
4,4
; β
3
= 10
6,76
; β
4
= 10
8,79
; β
ZnY
= 10
16,5
Bài giải:
Ở pH = 9,00 không kể sự tạo phức hidroxo, mà chỉ tính đến sự tạo phức phụ của Zn
2+
với NH
3
biết lgβ
1
= 2,21; lgβ
2
= 4,4; lgβ
3
= 6,76; lgβ
4
= 8,79 và coi [NH
3
trong đó C
NH3
= 0,100M. Nếu phép chuẩn độ được
kết thúc ở pZn = 13,00.
Biết sự tạo phức hidroxo không đáng kể. Sự tạo phức Zn
2+
với NH
3
là β
1
=10
2,21
;
β
2
=10
4,4
; β
3
= 10
6,76
; β
4
= 10
8,79
; β
ZnY
= 10
16,5
Bài giải:
]’ , cùng với C và C
0
vào công thức
SVTH: Kim Thoa_Thu Thảo_Tiến Toại GVHD: ThS. Hồ Văn Tài
Lớp : DHPT5LT
Trường Đại học công nghiệp TPHCM Tiểu luận môn CSLTHPT2
Khoa Công Nghệ Hóa
Bài 15: Chuẩn độ Ca
2+
1,00.10
-3
M bằng EDTA 1,00.10
-3
M ở pH = 10,0 được thiết lập
bằng hệ đệm NH
3
+ NH
4
Cl trong đó C
NH3
= 0,1M, dung eriocromdenT làm chỉ thị. Hãy đánh
giá sai số của phép chuẩn độ khi kết thúc chuẩn độ 50% lượng chỉ thị tồn tại ở trạng thái tự
do.
Bài giải:
Phản ứng giữa kim lọai và chỉ thị
Ca
2+
+ In
3-
↔ CaIn
+
+ HIn
2-
K
a2
= 10
-6.3
HIn
2-
↔ H
+
+ In
3-
K
a3
= 10
-11.6
Ta có α
Ca
áp dụng công thức :
β
1
[H
+
]
-
+ β
n
[X]
n
-lgP ta có :
pM’=logβ’
CaIn
=3,86
Vì β’
CaIn
=10
10.35
>10
8
áp dụng công thức :
Bài 16: Chuẩn độ Ca
2+
1,00.10
-3
M bằng EDTA 1,00.10
-3
M ở pH = 10,0 được thiết lập
bằng hệ đệm NH
3
+ NH
4
Cl trong đó C
NH3
= 0,1M, dung eriocromdenT làm chỉ thị. Hãy đánh
giá sai số của phép chuẩn độ khi kết thúc chuẩn độ 90% lượng chỉ thị tồn tại ở trạng thái tự
do.
Bài giải:
Phản ứng giữa kim lọai và chỉ thị
Ca
+
+ H
+
β = 10
-12.6
H
2
In ↔ H
+
+ HIn
2-
K
a2
= 10
-6.3
HIn
2-
↔ H
+
+ In
3-
K
a3
= 10
-11.6
Ta có α
Ca
áp dụng công thức : β
1
[H
Từ công thức : ta có
SVTH: Kim Thoa_Thu Thảo_Tiến Toại GVHD: ThS. Hồ Văn Tài
Lớp : DHPT5LT
Trường Đại học công nghiệp TPHCM Tiểu luận môn CSLTHPT2
Khoa Công Nghệ Hóa
Áp dụng công thức tính sai số
Bài 17: Chuẩn độ 25,00mL dung dịch MgCl
2
0,0200M bằng EDTA 0,0125M. Tính thể
tích EDTA phải dùng đến điểm tương đương. Cho biết sự đổi màu tại điểm dừng chuẩn độ
nếu dùng Erio T làm chỉ thị và pH của dung dịch bằng 9,00 (hệ đệm NH
3
+ NH
4
).
Bài giải:
Áp dụng công thức
ta có
Màu của chỉ thị sẽ đổi từ đỏ vang của MgIn
-
sang màu xanh của HIn
2-
Bài 18: Chuẩn độ 20,00mL dung dịch MgCl
2
0,0200M bằng EDTA 0,0125M. Tính thể
tích EDTA phải dùng đến điểm tương đương. Cho biết sự đổi màu tại điểm dừng chuẩn độ
nếu dùng Erio T làm chỉ thị và pH của dung dịch bằng 9,00 (hệ đệm NH
3
+ NH
4
0,1
C
B
[ ]
-
0,1-x x 2x
Ta có hằng số bền:
Biện luận: β >> thì phức càng bền → phức phân li rất ít, nghĩa là x << 0,1 → 0,1-x ≈ 0,1
→ 4x
3
= 10
-21
⇒ x = 3.10
-8
M ; [CN
-
] = 6.10
-8
M ; [Ag(CN)
2
-
] = 0,1M.
Bài 20: Thêm 50,00mL EDTA 0,00950m vào 25,00mL dung dịch CoSO
4
. Chuẩn độ
EDTA dư hết 22,80mL ZnSO
4
0,00980N. Tính nồng độ mol của CoSO
4
Bài giải:
. Chuẩn độ
EDTA dư hết 23,90mL ZnSO
4
0,00980N. Tính nồng độ mol của CoSO
4
Bài giải:
Phương trình phản ứng
SVTH: Kim Thoa_Thu Thảo_Tiến Toại GVHD: ThS. Hồ Văn Tài
Lớp : DHPT5LT
Trường Đại học công nghiệp TPHCM Tiểu luận môn CSLTHPT2
Khoa Công Nghệ Hóa
H
2
Y
2-
+ CoSO
4
→ CoY
2-
+ H
2
SO
4
Phương trình phản ứng chuẩn độ
H
2
Y
2-
+ ZnSO
4
H
2
Y
2-
+ ZnSO
4
→ ZnY
2-
+ H
2
SO
4
Các kim loại đều tạo phức 1 :1 với EDTA nên áp dụng D(HLT hay qui tắc đương lượng
cho hai phương trình phản ứng trên ta thu được
Bài 23: Thêm lượng dư ZnY
2-
vào 25.00mL dung dịch CoSO
4
. Chuẩn độ Zn
2+
giải
phóng ra hết 12,48mL EDTA 0,00920M. Tính nồng độ mol của CoSO
4
Bài giải:
Phương trình phản ứng
ZnY
2-
+ CoSO
4
→ CoY
4
Bài giải:
Phương trình phản ứng
ZnY
2-
+ CoSO
4
→ CoY
2-
+ ZnSO
4
Phương trình phản ứng chuẩn độ
ZnSO
4
+ H
2
Y
2-
→ ZnY
2-
+ H
2
SO
4
Việc áp dụng ĐLHT hoặc qui tắc đương lượng cho hai phản ứng trên đều nhận được kết
quả
Bài 25: Thêm lượng dư ZnY
2-
vào 20.00mL dung dịch CoSO
4
SVTH: Kim Thoa_Thu Thảo_Tiến Toại GVHD: ThS. Hồ Văn Tài
Lớp : DHPT5LT
Trường Đại học công nghiệp TPHCM Tiểu luận môn CSLTHPT2
Khoa Công Nghệ Hóa
Bài 26: Một dung dịch X gồm Pb(NO
3
)
2
và bi(NO
3
)
3
. Để xác định nồng độ của các
chất, người ta tiến hành thí nghiệm sau :
1. Chuẩn độ 25,00mL dung dịch X hết 13,40mL EDTA 0,09875M
2. Lắc 25,00mL dung dịch X với hỗn hống chì để khử Bi
3+
thành Bi kim loại, chuẩn độ phù hợp
thu được hết 16,50mL EDTA 0,09875M
Tính nồng độ mol của Bi(NO
3
)
3
và Pb(NO
3
)
2
trong hỗn hợp X
Bài giải:
Trong thí nghiệm 1 có các phương trình phản ứng chuẩn độ trong
Pb
2+
+ H
2
Y
2-
→ PbY
2-
+ 2H
+
Từ hai phản ứng của thí nghiệm ta nhận được :
Giải ra ta có : và thay vào (*) ta có
SVTH: Kim Thoa_Thu Thảo_Tiến Toại GVHD: ThS. Hồ Văn Tài
Lớp : DHPT5LT
Trường Đại học công nghiệp TPHCM Tiểu luận môn CSLTHPT2
Khoa Công Nghệ Hóa
Bài 27: Chuẩn độ 20,00 ml Ca
2+
0,00200M bằng EDTA 0,00900M ở pH = 12. Tính
nồng độ Ca
2+
tại điểm tương đương.
Bài giải:
Ta có ở pH = 12
h = 10
-12
<< ka
3
<< ka
tương đối lớn nên ta có thể tính [Ca
2+
] bằng công thức sau:
SVTH: Kim Thoa_Thu Thảo_Tiến Toại GVHD: ThS. Hồ Văn Tài
Lớp : DHPT5LT