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

.
1. Phương trình chuẩn độ:
a) Đối với phản ứng chuẩn độ đối xứng:
 Phương trình phản ứng chuẩn độ dạng oxi hóa và dạng khử liên hợp có hệ số bằng nhau:
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

E E
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
+
=
+
.
2
GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm
Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử
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:
Phản ứng chuẩn độ:
n
2
Ox
1

−
Sau điểm tương đương:
1
1
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


4
2
0
0,59
MnO
MnO
E
−
=
V
3
GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm
Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử
Trong môi trường kiềm:
2
4 4
MnO e MnO
− −
+ →

4
2
4
0
0,57
MnO
MnO
E
−

• Định lượng chất khử qua phản ứng với Fe
3+
sau đó chuẩn độ lượng Fe
2+
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

2
O
7
dư, lấy chính xác, sau đó chuẩn
ngược bằng dung dịch chuẩn Fe(II).
c) Phương pháp iot:
4
GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm
Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử
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
−
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

2+
0,100M bằng Ce
4+
0,100M trong dung
dịch H
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+
5
GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm
Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử
a) V
1
= 20,00ml < V
TĐ

TĐ
= 17,905 . 0,0592 = 1,056 V.
c) V
3
=26,00ml >V
TĐ
, dừng chuẩn độ sau diểm tương đương
pe
s
=
1,44
0,0592
+ lg
0,100 .26,00−0,100 .25,00
0,100 .25,00
= 22,926
E
s
= 22,926 . 0.0592 = 1,357 V.
Bài 2: Tính pe và E trong phép chuẩn độ 25,00 ml Fe
2+
0,100 M bằng KmnO
4

0,0200M trong H
2
SO
4
( pH = 0) sau khi đã thêm
a) 24,50ml b) 25,00ml c)26,00ml KMnO

GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm
Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử
a) Khi thêm 24,50ml KMnO
4
, dừng trước điểm tương đương, do đó:
pe =
0,68
0,0592
+ lg
5.0,0200 .24,50
1 .0,100−5 .0,200 .24,50
= 13,18
E = 13,18 . 0,0592 = 0.78 V
b) Khi thêm 25,00ml KMnO
4
thì dừng đúng điểm tương đương, ta có:
pe
TĐ
=
1 .
0,68
0,0592
+5
1,51
0,0592
1+5
= 23,17
E
TĐ
= 23,17 . 0,0592 = 1,372 V

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
2
+ 8H
2
O

2
O
4
.H
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 thì hết 18,75ml KMnO
4
.
Lời giải: Phản ứng chuẩn độ:
5H
2
C
2
O
4
+ 2
4
MnO
−

+ 6H
+

⟶
2Mn

2
O
2
, người ta hòa tan 1,5 g mẫu, pha
loãng với nước, sau đó chuẩn độ dung dịch thu được khi có mặt H
2
SO
4
2M hết 31,25ml
KMnO
4
0,0115M. Tính % H
2
O
2
trong mẫu?
8
GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm
Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử
Lời giải: Phản ứng chuẩn độ:

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

a

Lời giải: Phản ứng khử Fe
3+
bởi H
2
NOH:
3 2
2 2 2
2 4 4 4H NOH Fe N O Fe H H O
+ + +
+ → ↑ + + +
(1)
Phản ứng chuẩn độ Fe
2+
bằng KMnO
4
:
2 3 2
4 2
5 8 5 4Fe MnO H Fe Mn H O
+ − + + +
+ + → + +
(2)
Gọi số gam của H
2
NOH là a
Số mol Fe
2+
theo phản ứng (1) là: x =
2
.4

0,45
. 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
3
,
biết tỉ khối của dung dịch bằng 1,02.
Lời giải: Phản ứng giữa KClO
3
và FeSO
4
:
3
ClO
−
+ 6Fe
2+
+ 6H

6.
6 122,549
KClO
a x a
M
= →
10
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
5 1000
0,0305.15,3.5
1000
y
=
→
Tổng số mol Fe
2+
là
50.0,12
1000
x y
+ =

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
− + + +
↓ + + → + ↑ + +
(3)
2 2 3
4 2

=
(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
3
=
0,2721
.100% 54,3%
0,501

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 =
0,04131.100
1,805
= 2,29%.
Bài10: Đun nóng chảy 1,015 g quặng cromit với Na
2
O
2
để oxihoa Cr(III) thành
2
4
CrO
−

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)
3,53668.10

= 6,04%.
Bài 11: Để chuẩn hóa dung dịch Na
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

S O
C
−
=
14
GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm