Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử
A. MỞ ĐẦU
I. Lý do chọn đề tài:
Hóa học phân tích là môn khoa học về các phương pháp xác định thành phần định
tính và định lượng các chất và hỗn hợp của chúng. Phân tích định lượng cho phép xác
định thành phần về lượng các hợp phần của chất cần phân tích. Như vậy hóa học phân
tích đóng vai trò qua trọng đối với sự phát triển của các môn hóa học khác cũng như các
ngành khoa học khác. Do có tầm quan trọng nên một loạt các chuyên ngành của khoa học
phân tích ra đời và ngày càng phát triển mạnh. Tùy thuộc vào bản chất của các chất phân
tích mà người ta sử dụng nhiều phương pháp khác nhau. Trong đó nhóm phương pháp
hóa học dựa trên các loại phản ứng được ứng dụng nhiều nhất. Do đó trong bài này tôi
đặc biệt nghiên cứu các phương pháp phân tích định lượng dựa vào các phản ứng hóa học
cụ thể là phản ứng oxi hóa khử.
II. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử này nhằm tập hợp hệ thống là những
kiến thức cơ bản trong chuẩn độ oxi hóa khử. Đưa ra một số bài tập ứng dụng phương
pháp này để làm cơ sở trong quá trình học hóa phân tích định lượng và thực hành.
III. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu:
Nghiên cứu phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử trong hóa học phân tích định lượng.
IV. Phương pháp nghiên cứu:
Phương pháp phân tích tổng hợp tài liệu.
B. NỘI DUNG
I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT:
1
GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm
Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử
Các phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử được sử dụng để định lượng các chất có
tính oxi hóa, khử. Phương trình chuẩn độ oxi hóa – khử có thể biểu diễn như sau:
Ox
1
+ n

Giả sử chuẩn độ V
0
ml Kh
2
có nồng độ C
0
bằng V ml chất Ox
1
có nồng độ C. Phản
ứng chuẩn độ:
n
2
Ox
1
+ n
1
Kh
2
⇌ n
2
Kh
1
+ n
1
Ox
2
.
Nếu dừng chuẩn độ trước điểm tương đương thì:
E
tr

.
Tại điểm tương đương:
E
TĐ
1 2
1 2
0 0
1 Ox 2 Ox
1 2
Kh Kh
n E n E
n n
+
=
+
.
b) Đối với phản ứng chuẩn độ bất đối xứng:
 Phương trình phản ứng chuẩn độ dạng oxi hóa và dạng khử liên hợp có hệ số khác nhau:
2
GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm
Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử
Phản ứng chuẩn độ:
n
2
Ox
1
+ n
1
Kh
2

0
1 2 0 0
2
Ox
1 2 0 0
lg
s
Kh
n CV n C V
n
E E
n n C V
−
=
.
Tại điểm tương đương:
E
TĐ
=
1 2
1 2
0 0
1 Ox 2 Ox
1 2
Kh Kh
n E n E
n n
+
+
.

0,59
MnO
MnO
E
−
=
V
Trong môi trường kiềm:
2
4 4
MnO e MnO
− −
+ →

4
2
4
0
0,57
MnO
MnO
E
−
−
=
V.
Phạm vi ứng dụng:
3
GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm
Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử

còn dư dùng để
chuẩn độ các chất khử mà gặp khó khăn khi chuẩn độ trực tiếp. Ví dụ như: Cr
2+
thành
Cr
3+
, Ti
3+
thành Ti
4+
,
• Định lượng gián tiếp chất khử dùng pemanganat dư dùng để chuẩn độ các chất khử
không thể chuẩn độ trực tiếp được.
• Định lượng gián tiếp chất oxi hóa dùng chất khử dư.
• oxalat bằng pemanganat.
b) Phương pháp đicromat:
3
2 7 2
14 6 2 7Cr O H e Cr H O
− + +
+ + +
ƒ

2 2
3
0
1,36
Cr O
Cr
E

dư, lấy chính xác, sau đó chuẩn
ngược bằng dung dịch chuẩn Fe(II).
c) Phương pháp iot:
Phương pháp này dựa trên cơ sở các quá trình oxi hóa, khử biến iot tự do thành
iotdua và ngược lại:
I
2
+ I
-
⇌
3
I
−
4
GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm
Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử
3
2 3I e I
− −
+ ƒ
Phạm vi ứng dụng:
• Định lượng các chất khử hoặc các chất oxi hóa.
Một trong các chất khử được dùng để định lượng trong phương pháp này là Na
2
S
2
O
3
.
Để chính xác người ta dung chỉ thị là hồ tinh bột.

2
SO
4
(pH = 0) khi đã thêm:
a) 20,00ml b)25,00ml c) 26,00ml Ce
4+
Lời giải:
Phản ứng chuẩn độ:
Fe
2+
+ Ce
4+
Fe
3+
+ Ce
3+
a) V
1
= 20,00ml < V
TĐ
, dừng chuẩn độ trước điểm tương đương.
pe
tr
= + lg = 12,0885
E
tr
= 12,0885 . 0,0592 = 0,716 V
b) V
2
=25,00ml = V

4
( pH = 0) sau khi đã thêm
a) 24,50ml b) 25,00ml c)26,00ml KMnO
4
Lời giải: Phản ứng chuẩn độ:
MnO
4
-
+ 5 Fe
2+
+ 8H
+
Mn
2+
+ 5Fe
3+
+ 4H
2
O
Tại điểm tương đương: số đương lượng
4
MnO
−
= số đương lượng Fe
2+
V
TĐ
= = 25,00ml
a) Khi thêm 24,50ml KMnO
4

2
O ( M = 126,066 ), hòa tan trong bình định mức 250ml. Chuẩn độ
25,00ml dung dịch thu được khi có mặt H
2
SO
4
2M hết V ml KMnO
4
. Nếu nồng độ của
KMnO
4
bằng 0,01M thì cần cân a trong khoảng bao nhiêu gam để V dao động từ 15 – 20
ml ?
Lời giải: Phản ứng chuẩn độ:
5H
2
C
2
O
4
+ 2
4
MnO
−

+ 6H
+
2Mn
2+
+ 10CO

Lời giải: Phản ứng chuẩn độ:
5H
2
C
2
O
4
+ 2
4
MnO
−

+ 6H
+
2Mn
2+
+ 10CO
2
+ 8H
2
O
n
o

Theo định luật hợp thức ta có:
7
GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm
Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử
=
4

2 2 4 2 2
5 2 5 2 8H O MnO O Mn H O
− +
+ → + +
n
0

Theo định luật hợp thức, ta có
=
a = 0,03056g và %H
2
O
2
= . 100% = 2,04%.
Bài 6: Hòa tan 0,45 gam một mẫu chứa hidroxylamin H
2
NOH và tạp chất trơ trong
dung dịch chứa lượng dư Fe
3+
. Sau đó chuẩn độ Fe
2+
tạo thành hết 24,18ml KMnO
4
0,0854M. Tính hàm lượng hidroxylamin trong mẫu?
Lời giải: Phản ứng khử Fe
3+
bởi H
2
NOH:
3 2

M
Số mol Fe
2+
theo phản ứng (2) là: =
2
2 0,0854.24,18.5
1000
H NOH
a
M
→ =
a = = 0,341g.
%H
2
NOH = . 100% = 85,25%.
Bài 7: Trộn 5 ml KClO
3
với 50 ml FeSO
4
0,12M. Thêm 10 ml H
2
SO
4
1 M vào hỗn
hợp thu được. Chuẩn độ FeSO
4
dư hết 15,3 ml KMnO
4
0,0305 M. Tính nồng độ % của
KClO

+ + → + +
(2)
Gọi số gam của KClO
3
là a
Số mol Fe
2+
đã phản ứng với
3
ClO
−
là x, từ phản ứng (1) ta có:
3
6.
6 122,549
KClO
a x a
M
= →
9
GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm
Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử
Số mol Fe
2+
đã phản ứng với
4
MnO
−
là y, từ phản ứng (2) ta có:
0,0305.15,3

4
. Lọc kết tủa, rửa sạch và chế hóa kết tủa trong 25 ml hỗn hợp
KMnO
4
0,0508 và H
2
SO
4
1M. Sau đó chuẩn độ KMnO
4
dư hết 18,2 ml FeSO
4
0,05015
M. Tính hàm lượng % của Ca trong đá vôi?
Lời giải: Các phản ứng xảy ra:
2
3 2 2
2CaCO H Ca CO H O
+ +
↓ + → + ↑ +
(1)
2
2 4 2 4
Ca C O CaC O
+ −
+ → ↓
(2)
2 2
2 4 4 2 2
2 16 5 10 2 8CaC O MnO H Ca CO Mn H O

.
5
CaCO
a
M
=
(6)
Theo phản ứng (4) ta có:
Số mol KMnO
4

0,05015.18,2
5.1000
=
(7)
∑
số mol KMnO
4
0,0508.25
1000
=
(8)
Tổ hợp (6), (7), (8) ta được:
2 0,05015.18,2 0,0508.25
.
100,087 5 5.1000 1000
a
= + =
Suy ra a = 0,2721g.
%CaCO

+ → + +
Độ chuẩn K
2
Cr
2
O
7
theo Fe bằng 0,00205 có nghĩa là 1ml K
2
Cr
2
O
7
tương đương hóa
học với 0,00205 g Fe. Vậy số gam Fe trong quặng phản ứng vừa hết với 20,15ml K
2
Cr
2
O
7
là:
0,00205 .20,15 = 0,04131 (g)
%Fe = = 2,29%.
Bài10: Đun nóng chảy 1,015 g quặng cromit với Na
2
O
2
để oxihoa Cr(III) thành
2
4

Na O
H
Cr III CrO Cr O
+
− −
→ →
(1)
2 2 3 3
2 7 2 2
6 14 2 6 7Cr O Fe H Cr Fe H O
− + + + +
+ + → + +
(2)
Số mol Fe
2+
dư theo phản ứng (2)
6.0,01052.23,5
1000
=
Số mol Fe
2+

đã phản ứng với
2
2 7
Cr O
−
tạo ra từ quặng:
3
(0,0502.100) (6.0,01052.23,5)

2
S
2
O
3
người ta hòa tan 0,1004 g KIO
3
trong 100
ml nước, thêm 6 ml KI 6% và 1ml HCl 2M. Chuẩn độ
3
I
−
giải phóng ra hết 28,75 ml
Na
2
S
2
O
3
. Tính nồng độ của dung dịch Na
2
S
2
O
3
.
Lời giải:
Phản ứng giữa KIO
3
và KI:

C
=
0,1004 1000.6.0,1004
0,091791
214 214.28.75
M
= =
.
13
GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm
Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử
Bài 12: Hòa tan 0,6521 g K
2
Cr
2
O
7
có lẫn tạp chất vào nước và chuyển vào bình định
mức 200 ml. Thêm nước đến vạch. Dùng pipet hút 25ml dung dịch thu được, thêm 10 ml
H
2
SO
4
1 M; 5 ml Na
2
CO
3
0,1 M. Lắc đều trong vài phút cho đến khi hết bọt khí. Thêm
tiếp 20 ml KI 5%. Đậy kín bình và để yên trong tối 10 phút. Chuẩn độ bằng dung dịch
chuẩn Na

2 3
2 7 2
0 14 2 3 7Cr O I H Cr I H O
− − + + −
+ = → + +
(1)
Phương trình phản ứng chuẩn độ:
2 2
2 3 3 4 6
2 3S O I S O I
− − − −
+ → +
(2)
Gọi số gam K
2
Cr
2
O
7
là a, ta có số mol K
2
Cr
2
O
7
đã tham gia phản ứng là:
25
.
294,185 200
a

Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử
Tổ hợp (3) và (4) ta có:
2 2 7
0,1015.12,56 294,185.200
. 0,6001
1000.2 3.25
0,6001
% .100% 92,02%
0,6521
a g
K Cr O
= =
= =
Bài 13: Một chất bột gồm có Na
3
AsO
4
.12H
2
O, Na
2
HAsO
4
và tạp chất trơ. Hòa tan
1,012 gam bột trong nước và pha loãng thành 100 ml. Chuẩn độ hỗn hợp ở pH = 8 hết 15
ml dung dịch iot 0,01428 M trong KI 1 M. Sau đó axit hóa dung dịch bằng H
2
SO
4
, thêm

1000
Na H O
a g
M
=
Suy ra a
0,01428.15
.169,9073 0,03639
1000
g= =
2 3
0,03630
% As .100 3,596%
1,012
Na H O = =
.
Chuẩn độ lần thứ hai:
15
GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm
Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử
3
4 3 4
3 AsOAsO H H
− +
+ →
(2)
2
3 4 3 4
As 2 AsOH O H H
− +

+ → +
(5)
Từ phản ứng (1), (2) và (3) ta có:
Số mol
3
4
AsO
−
+ số mol
2
3
AsH O
−
= số mol
3 4
AsOH
(6)
Theo phản ứng (4) ta có:
Số mol
3 4
AsOH
= số mol
3
I
−
(7)
Từ (5) ta có: số mol
3
I
−

0,085.30,51 0,03639
.424,072
1000.2 169,9073
b
 
= −
 
 
0,4591b g
=
3 4 2
0,4591
% As .12 .100% 43,36%
1,012
Na O H O = =
.
Bài 14: Hòa tan 0,25g một mẫu phân tích chứa bột Fe và Fe
2
O
3
trong HCl. Khử Fe
3+

thành Fe
2+
. Chuẩn độ lượng Fe
2+
thu được hết 25,18 ml KMnO
4
0,03 M. Tính hàm lượng

4 2
5 8 5 4Fe MnO H Fe Mn H O
+ − + + +
+ + → + +
(3)
Gọi a và b lần lượt là số mol của Fe và Fe
2
O
3
Từ (1), (2) và (3) ta có:
17
GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm
Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử
2
4
2 5
Fe MnO
a b n n
+ −
+ = =
∑
a + 2b = 5. 25,18 . 0,03 = 3,777.10
-3
Ta có:
56a + 160b = 0,25
và a + 2b = 3,777.10
-3
⇒ a = 2,173.10
-3
(mol)

H
2
C
2
O
4
.2H
2
O trong nước và pha loãng thành 250 ml. Chuẩn độ 25 ml dung dịch thu
được hết 18,72 ml KMnO
4
. Tính nồng độ mol của KMnO
4
.
Lời giải:
Phương trình phản ứng chuẩn độ:

2
2 2 4 4 2 2
5 2 6 2 10 8H C O MnO H Mn CO H O
− + +
+ + → + ↑ +
18
GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm
Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử
n
0
1,2605.25
126,066.250


0,77 5.1,55
1,42
6
V
+
= =
• Khi kết thúc chuẩn độ E = 0,95 tức là kết thúc chuẩn độ trước điểm tương đương.
⇒
3
2
0,95 0,77
lg 3,05
0,059
Fe
Fe
+
+
 
−
 
= =
 
 
3
3
2
10
Fe
Fe
+

Mn
−
+
 
 
= +
 
 
⇒
4
2
lg 3
MnO
Mn
−
+
 
 
= −
 
 
⇒
4
3
2
10
MnO
Mn
−
−

4 2
5 8 5 4MnO Fe H Mn Fe H O
− + + + +
+ + → + +
Tại điểm tương đương số đương lượng
4
MnO
−
= số đương lượng
2
Fe
+
V
TĐ

0,05.25
25( )
5.0,01
ml= =
• V
1
= 15 ml < V
TĐ
. Dừng chuẩn độ trước điểm tương đương.
20
GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm
Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử
0,68 5.0,01.15
lg 13,2
0,059 1.0,05.25 5.0,01.15

3
= 28 ml > V
TĐ
. Dừng chuẩn độ sau điểm tương đương. Ta có:
pe
S

'
1 2
2
1 2
. .
1 5.0,01.28 1.0,05.25
.lg .lg 25,32
. 5 1.0,05.25
o o
Mn
o o
n CV n C V
n
pe
n n C V
−
−
= + = =
Bài 18: Hòa tan 0,51g một mẫu chất khoáng chứa SnO
2
trong axit, khử Sn(IV) thành
Sn(II) bằng Pb. Sau đó chuẩn độ Sn(II) bằng K
2

15,05.0,035
1000
21
GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm
Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử
Ta có:
15,05.0,035
150,7.3 1000
a
=
⇒ a = 0,238 (g)
Bài 19: Tính E và pe khi chuẩn độ 20 ml FeSO
4
0,015 M bằng K
2
Cr
2
O
7
0,005 M ở
pH = 0 nếu thể tích K
2
Cr
2
O
7
đã dùng là 8 ml.
Lời giải:
Phản ứng chuẩn độ:
2 2 3 3

2 2 0 0 1
0,0592
.lg
Fe Fe
n CV
E E
n n C V n CV
+ +
= +
−
⇒
0,0592 6.0,005.8
0,68 .lg 0,8066( )
1 1.0,015.20 6.0,005.8
E V= + =
−
pe =
0,8066
13,625
0.0592
=
.
Bài 20: Cân 0,3325 g K
2
Cr
2
O
7
bị nhiễm bẩn hòa tan định mức thành 500 ml (dung
dịch A). Chuẩn độ 20 ml dung dịch A bằng dung dịch FeSO

6 14 6 2 7Fe Cr O H Fe Cr H O
+ − + + +
+ + → + +
n
0

0,01.26,4
1000
.20
291,393.500
a
theo định luật hợp thức ta có:
0,01.26,4 .20
1000.6 291,393.500.1
a
=
⇒ a = 0,3205 (g)
% K
2
Cr
2
O
7
=
0,3205
.100% 96,4%
0,3325
=
.
Bài 21: Tính nồng độ thuốc thử và các sản phẩm của phản ứng trong điểm tương

= =
E
TĐ
( )
2
3
2
3
0,0592lg
Fe
Fe
Fe
E
Fe
+
+
+
+
 
 
= +
 
 
1,06 = 0,68 -
2
3
0,0592lg
Fe
Fe
+

0,1
2
Fe
+
 
= −
 
= 0,05 M.
⇒
2
Fe
+
 
 
= 4.10
-7
. 0,05 = 2.10
-8
.
Bài 22: Chuẩn độ 100 ml dung dịch Fe
2
(SO
4
)
3
0,1 M bằng dung dịch TiCl
3
0,2 M (pH
= 0). Tính thể tích TiCl
3

TiO Ti
TiO H
E
Ti
+ +
+ +
+
   
   
+
 
 
⇔ 0,28 = 0,1 + 0,0592 .
2
2
3
.TiO H
Ti
+ +
+
   
   
 
 
Với
H
+
 
 
= 1;

4
0,05 M trong môi trường axit hết 0,75 ml
KMnO
4
. Hãy viết phương trình phản ứng chuẩn độ và tính nồng độ của dung dịch
KMnO
4.
Lời giải: Phản ứng chuẩn độ:

2
2 2 4 4 2 2
5 2 6 2 10 8H C O MnO H Mn CO H O
− + +
+ + → + +
n
0

0,75.
1000
M
C
Theo định luật hợp thức ta có:
0,75.0,05.10
1000.5 1000.2
M
C
=
⇒ C
M
= 0.267 M.