Lu n v n t t nghi p

GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai

TR

NG

I H C C N TH

KHOA S

Xác

nh

d n

tan ch t

n

ng l

PH M

ng, h ng s phân li c a axit và

n li ít tan b ng ph

ng pháp o

t nhi u s giúp

N

tài ngoài s n l c h c t p c a b n thân tôi còn nh n

t các th y cô, gia ình và b n bè

tôi hoàn thành

c

tài này.

u tiên tôi chân thành c m n:
ThS.GVC.Cô Phan Th Ng c Mai ã tr c ti p h

ng d n. Tuy Cô còn b n vi c h c

p nghiên c u c a b n thân nh ng Cô ã t n tình ch b o,

ng viên tôi khi tôi g p khó

kh n.
Th y Nguy n M ng Hoàng ã h t lòng óng góp ý ki n; cung c p hóa ch t, trang
thi t b t o m i

u ki n thu n l i cho tôi trong quá trình th c hi n

Cô Phan Kim Liên ã góp ý


GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai

CL C
I C M N...................................................................................................................... ii
C L C ......................................................................................................................... iiii
PH N M

U ..................................................................................................................1

1. LÝ DO CH N

TÀI.................................................................................................1

2. CÁC GI THI T C A
3. PH

TÀI....................................................................................1

NG PHÁP VÀ PH

3.1. Ph

NG TI N .........................................................................2

ng pháp ..........................................................................................................2

3.1.1. Ph

ng pháp nghiên c u lí lu n: .......................................................................2


n ly y u và ch t

n ly m nh: ..............................................................6

1.2.1.1. Hi n t
1.2.1.2 Các

ng

n ly:......................................................................................6

c tr ng c b n c a ch t

n ly: .........................................................6

1.2.1.2.1. H ng s phân ly K:................................................................................6
1.2.1.2.2.
1.2.1.3. Ch t

n ly

........................................................................................7

n ly m nh và ch t

n ly y u: ........................................................8

1.2.1.3.1. Ch t


1.2.2.2.

d n

n riêng: .......................................................................................9

1.2.2.2.1.

nh ngh a: .........................................................................................10

1.2.2.2.2. Các y u t
1.2.2.3.

d n

nh h

ng

ng l

ng: .........................................................................12

n

n

d n

n riêng: ......................................10


nh

hòa tan S c a h p ch t khó tan:....................................................16

1.3.4. Phép chu n

n

c l p ion c a Kohlrausch: ............................13

ng l

b ng

d n

ng:.................................................................15
n ly y u:..........................15

n:.....................................................................16

2. PH N TH C NGHI M: ............................................................................................18
2.1. Ph

ng pháp o

2.1.1. Ph
2.2.2.
2.2. Xác

2.2.2.1. Xác

nh

d n

n

ng l

ng gi i h n λ ∞ c a ch t

n ly m nh: ...22

2.2.2.1.1. Xác

nh λ ∞ c a dung d ch HCl: .......................................................22

2.2.2.1.2. Xác

nh λ ∞

a dung d ch NaCl........................................................28

2.2.2.1.2. Xác nh λ ∞ a dung d ch CH3COONa, C6H5COONa, NaOOCCOONa ..............................................................................................................32
2.2.2.2. Xác

nh

2.2.2.2.1. Xác


nh h ng s phân ly c a ch t

n ly y u:.....................................................46

2.3.1. Nguyên t c: .....................................................................................................46
2.3.2. Th c hành: ......................................................................................................48
2.3.2.1. Xác

nh h ng s phân ly c a dung d ch CH3COOH .................................48

2.3.2.1.1. Chu n b các dung d ch .......................................................................48
2.3.2.1.2. Ti n hành o: ......................................................................................49
2.3.2.1.3. nh phân l i b ng NaOH xác nh chính xác n ng c a dung d ch
CH3COOH..........................................................................................................50
2.3.2.1.4. K t qu : ..............................................................................................50
2.3.2.2. Xác

nh h ng s phân ly c a dung d ch C6H5COOH................................57

2.3.2.2.1. Chu n b các dung d ch .......................................................................57
2.3.2.2.2. Ti n hành o: t

ng t nh ph n 2.3.2.1.2 ..........................................58

2.3.2.2.3. nh phân l i b ng NaOH xác nh chính xác n ng c a dung d ch
C6H5COOH ........................................................................................................58
2.3.2.2.4. K t qu : ..............................................................................................58
2.3.2.4. Xác



PH N M
1. LÝ DO CH N

U

TÀI

Ngày nay Hóa lí ã tr thành m t trong nh ng môn h c c s t o n n t ng trong
chuyên ngành Hóa h c ho c các chuyên ngành có liên quan

n Hóa h c.

Hóa Lí là m t môn h c khoa h c t ng h p; liên ngành; nghiên c u m i quan h t
gi a hai d ng bi n

ng

i hóa h c-v t lí; nghiên c u m i liên h và s ph thu c gi a các

tính ch t hóa-lí v i thành ph n hóa h c, v i c u t o c a v t ch t; trong ó bao g m các
nghiên c u v c ch , t c
trình ó. Và

nh h

ng

n các quá



n c a dung d ch

d n

c áo
n

ng

ng pháp o

n li vào vi c kh o sát các

c tr ng c a ch t và h p ch t hóa h c k t h p v i máy móc hi n

i nh m

cho k t qu chính xác và t t h n.
tài này cung c p cho sinh viên các ph
hi n

ng pháp th c nghi m ti p xúc v i thi t b

i, là s k t h p t t gi a lí thuy t và th c nghi m, t

thích thú v i môn h c hóa-lí và nh n th c
nghiên c u c ng nh

ó giúp sinh viên tìm th y s

c

a ra nh m
1


Lu n v n t t nghi p

làm sáng t v n
ch t ít tan
n

.

GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai

tài xác

c nghiên c u r t lâu, có nhi u ph

n là m t trong nh ng ph

d n

nh h ng s phân li c a ch t

n

kh o sát s thay


NG TI N

ng pháp nghiên c u lí lu n:

- Tìm ki m, tham kh o các tài li u có liên quan
- L p
3.1.2. Ph

c

n hóa lí t sách v , internet…

ng chi ti t cho công vi c c n làm.
ng pháp th c nghi m:

- Chu n b d ng c ph

ng ti n, d ng c thí nghi m.

- Tra c u các s li u c n thi t.
- Tìm hi u k h

ng d n s d ng máy o

d n.

- Th c hi n thí nghi m, m i thí nghi m làm nhi u l n.
- Ghi nh n k t qu .
- Tính toán chính xác và l y 3 k t qu t t nh t.
3.2. Ph


ng c :
- Buret 25 ml
- Pipet các lo i
- Bình

nh m c 100 ml, 250 ml, 1000 ml

- Becher 50 ml, 100 ml
- Erlen 100 ml, 250 ml
- ng ong 100 ml
-

a th y tinh

- Ch u th y tinh
- ng nh gi t
3.2.2. Hóa ch t
- NaOH
- NaCl
- HCl
- CH3COOH
- CH3COONa
- HCOOH
- C6H5COOH
- C6H5COONa
- HOOC-COOH
- NaOOC-COONa
- CaSO4
- Phenolphtalein.


- Giai

n chu n b d ng c hóa ch t và ti n hành thí nghi m t 10/2009

- Giai

n vi t n i dung

tài t tháng 02/2010

n tháng 01/2010

n tháng 04/2010

+ T p h p và x lý s li u
+ Vi t bài lu n v n
- Giai

n hoàn thành

tài tháng 05/2010

+ N p b n th o lu n v n cho GVHD nh n xét và góp ý
+

u ch nh và hoàn ch nh bài lu n v n

+ Báo cáo b o v lu n v n.



n kém.

1.1. Hai lo i dây d n
D a vào kh n ng d n
n t 104
ch t có

n, ng

i ta chia các ch t ra thành: ch t d n

n 106 Ω−1 cm−1 , ch t cách

n là ch t có

d n t 10-9

n có

d n

n 10-20 Ω−1 cm−1 , còn

d n n m gi a hai lo i dây trên g i là ch t bán d n.

Ph thu c vào b n ch t v n chuy n dòng

n ng


d n c a kim lo i gi m vì các ion

nút m ng dao

ng

nh c n tr s di chuy n c a các electron.
+ Dây d n lo i 1 có th n i tr c ti p v i ngu n
n này ch gây ra hi u ng nhi t, t và bi n

+

n i qua lo i dây

i v t lí mà không có s bi n

-Dây d n lo i 2: bao g m các dung d ch n
+D n

n. Dòng

i hóa h c.

c c a các mu i, axit, baz

n b ng các ion.

d n c a dây d n lo i 2 th p h n dây d n lo i 1 nhi u l n.

+ Khi nhi t

1.2.1. Ch t

n ly y u và ch t

1.2.1.1. Hi n t
Ch t
ây, ng

GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai

ng

n ly
n ly m nh

n ly

n ly là ch t khi hòa tan vào dung môi có kh n ng phân ly thành ion. Tr

i ta ã t ng cho r ng s phân ly ion ch x y ra khi có tác d ng c a dòng

ra s phân ly ó là do tác d ng c a các phân t dung môi
trúc c a ch t

c

n. Th c

n các liên k t hóa h c trong c u



n khi

t cân b ng, ta có h ng

cân b ng c a ph n ng là:
Kc =

i:

[A + ].[B− ]
[AB]

Kc : h ng s phân ly c a AB
 A +  : n ng
[B− ] : n ng

[ AB] : n

ng

Khi dung d ch có n ng

c a cation A+

tr ng thái cân b ng

c a anion B− tr ng thái cân b ng
AB ch a phân ly


c a cation A+

a B− : ho t

c a anion B−

a AB : ho t

c a phân t AB ch a phân ly.

ng s phân ly không ph thu c vào n ng
và nhi t

mà ph thu c vào b n ch t c a ch t

n ly

.

1.2.1.2.2.

n ly
n ly là

il

ng

c tr ng cho m c


n ly, b n ch t dung môi, n ng

c a ch t,

AB = A + + B−
i th i

mt=0

là

0

(1 − α )C o

T it
i Co là n ng

Co

c a ch t

0
αCo αCo

n ly ban

u

phân ly.

n ly có

n ly α nh thì 1 − α ≈ 1 thì K c = α 2Co

KC
Co

ng s Kc ch ph thu c vào nhi t
dung d ch gi m ( Co gi m) thì
1.2.1.3. Ch t

ã cho, khi n ng

n ly t ng α → 1 . Ngh a là, khi pha loãng

n ly m nh và ch t

1.2.1.3.1. Ch t
Ch t

. Nh v y, t i m t nhi t

c a

n ly t ng.

n ly y u

n ly m nh
n ly phân ly hoàn toàn có = 1 . Ví d các dung


n ly có

phân ly 0 < α < 1 , các axit và baz h u c ,

t s mu i vô c ít tan nh HgCl2, CaSO4, BaSO4, …là nh ng ch t
ng s phân ly c a ch t
vào nhi t

n ly y u không ph thu c vào n ng

n ly y u.
mà ch ph thu c

, b n ch t c u ch t và dung môi.
phân ly

luôn ph thu c vào n ng

SVTH: Nguy n Th Kim Nh

:
8


Lu n v n t t nghi p

GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai

0 ≤ ≤1

nh lu t Ohm áp d ng cho dây d n lo i 2:
R =ρ

V i R:

l
S

n tr ( )
n tr su t c a dung d ch ( Ω cm−1 )

:

S: ti t di n c a

n c c ( cm 2 )

l: kho ng cách gi a hai
Theo quy

c,

dung d ch ch t

d n
n ly
1

n c c (cm)


LDM là

d n

LCT

1.2.2.2.

d n

n ly

n c a dung môi (th
n c a ch t c n xác

d n

c xác
ng là n

nh trên máy o
c)

nh

n riêng

SVTH: Nguy n Th Kim Nh

9


l 1
⇒χ= .
S R

i l, S là

il

ng không

t K=

i ta

l
V i K là h ng s bình
S

⇒ χ = K.L

Khi l = 1cm và S = 1cm2 thì χ =
y

d n

n riêng là

1
R

n v th tích dung d ch. Nên
n ly. N ng

d n

n riêng ph thu c vào n ng

dung d ch càng l n, s ion càng l n,

d n

n

n ly càng t ng.

SVTH: Nguy n Th Kim Nh

10


Lu n v n t t nghi p

GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai

Hình1
ph thu c c a

d n

m t hình th c các ch t

n riêng

ng tác t nh

luôn luôn b ng 1 ( α = 1 ), ngh a là s phân ly

phân ly

t ng làm cho s l

t ng. Nh ng n u n ng
n là áng k d n

t ng

ng ion trong dung d ch t ng lên nên
n m c làm cho n ng

n s c n tr s chuy n

ion quá l n thì s

ng c a các ion d n

n

d n

n riêng gi m.
i v i các ch t

c giá tr t i u

nh. Do t ng n ng

thì

n ly y u là

C max. Sau giá tr
gi m và tr nên r t

nh nên s ion trong dung d ch gi m d n và gi m.
ì Ph thu c nhi t
d n

n riêng t ng theo nhi t

:

χ t = χ18 1 + α ( t − 18 ) 

Trong ó:

χt :

d n

n riêng

SVTH: Nguy n Th Kim Nh

i ta s d ng

ng.

1.2.2.3.

d n

1.2.2.3.1.

nh ngh a

il

n

d n

ng

ng l

n

d n

ng l

ng là


Do ó: ncm3
u C là n ng
λ=

ng có m i liên h v i nhau. Gi s ta

n c c:

n c c là 1 cm3 thì λ = χ

n c c b ng n cm3 thì

- N u th tích gi a hai

ng

n c c song song cách nhau 1 cm.

- N u th tích dung d ch gi a hai

d n

ng gam nên n ng

ng l

n

ng l



d n

n riêng (

C: n ng

n

n ly khác

ng

ng gam ch t

có m t

n.

ng ( lg-1

ng l

ng l

-1

-1

.cm2)

SVTH: Nguy n Th Kim Nh

n=2; C = 2.CM
so sánh tính d n

n c a các ch t

n ly khác nhau.
12


Lu n v n t t nghi p

1.2.2.3.2.

GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai

nh lu t chuy n

ng

c l p ion c a Kohlrausch

Trong m t dung d ch vô cùng loãng
ng

d n

n


d n

n

ng l

ng c a anion

n ly y u n u b qua nh h

a ion và ch p nh n r ng khi pha loãng

n ly b ng

n ly ó.

n ly vô cùng loãng

ng c a n ng
d n

n

n t ng ch do

d n

n

ng l


n

luôn b ng 1, nh ng λ∞+ , λ∞− ph thu c vào n ng

c tr ng s sai khác ó ng

i ta

a ra h s d n

n fλ

λ+ + λ−
λ
=
λ ∞+ + λ ∞− λ ∞

Khi dung d ch vô cùng loãng f λ → 1 và λ → λ ∞
d n

n

a ch t

n ly m nh th

n ly y u vi c ngo i suy không th c hi n

λ ∞ c a ch t

c nên th

c l p chuy n
d n

n

ng l

ng tính toán gián ti p qua

ng ion c a Kohlrausch.
ng

ì Ph thu c vào n ng
d n
t

n

n
d n

ng l
n

ng ph thu c vào n ng
ng l

SVTH: Nguy n Th Kim Nh


pha loãng

a ra m t công th c th c nghi m th hi n m i liên h gi a

ng và n ng
n ng

d n

ch t

n ly, th

ng g i là

nh lu t Kohlausch hay

d n

n

nh lu t c n

loãng:

λ = λ∞ − A C
Trong ó:

λ∞ :


C gi m thì

ng d n

t ng t ( α → 1) do ó

n s ion t ng.

c bi t, khi

t ng m t cách rõ r t. Và m i liên

và C tuân theo quy lu t logarit:
log λ = const −

i v i ch t

1
log C
2

n ly m nh có n ng

dung d ch

m

c thì các ch t


n riêng thì

d n

n

ng l

ng c ng ph thu c vào nhi t

theo bi u th c:
λ t = λ 1 8 1 + α ( t − 1 8 ) 

Trong ó:
λt :

d n

λ18 :

n

ng l

d n

n riêng

s nhi t


n ly m nh, áp d ng công th c Kohlrausch:

λ = λ∞ − A C

o

d n ph thu c n ng

λ − C và ngo i suy

n n ng

i v i ch t
nh λ∞ c a ch t
chuy n
1.3.2. Xác

C = 0 tìm

th

c giá tr λ∞

n ly y u, không áp d ng

c công th c Kohlrausch mà có th xác

n ly y u thông qua λ∞ c a các ch t

n ly m nh d a trên

d n c a dung d ch (L) sau ó xác
n

SVTH: Nguy n Th Kim Nh

ng l

ng ( λ =

nh

d n

n riêng

1000
χ)
C

15


Lu n v n t t nghi p

λ ∞ c a ch t

GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai

n ly y u tính theo


α 2C o
Kc =
1− α

c α=

Bi t

Kc =

λ
ta có th xác
λ∞

nh h ng s phân ly:

α2
λ2
C0 =
C0
λ∞ ( λ∞ − λ )
1− α

1.3.3. Xác

nh

hòa tan S c a h p ch t khó tan

MA

χ
S

Dung d ch bão hòa c a mu i ít tan có n ng
th c t b ng

d n

Ta có th tính λ∞

n
a vào

ng l

t

ng

i loãng,

d n

n

ng l

ng

pha loãng vô cùng c a mu i λ∞


Lu n v n t t nghi p

GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai

c.
Nguyên t c c b n c a ph
phân b ng ion c a ch t

ng pháp này là thay th m t trong các ion c a ch t c n

nh phân mà

d n

n

ng l

nh

ng c a chúng khác nhau.

nh phân m t axit m nh b ng m t baz m nh (hình a)
nh phân m t m t baz m nh b ng m t axit y u (hình b)
nh phân h n h p m t axit m nh, axit y u b ng m t baz m nh (hình c)

V

V

d n

n
17


Lu n v n t t nghi p

GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai

2. PH N TH C NGHI M
2.1. Ph
2.1.1. Ph

ng pháp o

d n

ng pháp o

Ta có công th c: L =

n c a dung d ch

d n

n c a dung d ch

1
R

nh; (1) là

nk .

Hình 4
S

Khi không có dòng

n ch y qua

n k (2) kim

c u o Wheatstone;
1. Ngu n n xoay chi u;
2.
nk .

n k ch 0. Theo

nh lu t

Kirchhoff v m ch r ta có:
Rx = R3

R1
R2

Nh v y, n u bi t giá tr c a 3


u
Trong th c t , R3 là h p n tr còn R1, R2 th ng
c thay b ng m t dây d n ng
nh t AB trên ó có con ch y dùng

xác

nh v trí c u cân b ng t

ó xác

nh

c

n

tr c a dung d ch Rx
Ng

i ta s d ng dòng

Khi dùng dòng
ph n ng

n m t chi u, trên b m t

n hóa làm thay

thoát ra xu t hi n su t

i ta dùng các
n nh

n c c không

không làm thay

i

c a dung d ch. Nh ng t t h n h t là dùng dòng xoay chi u có t n s cao (kho ng

600-1000 Hertz).
i máy o

d n

u

c thi t k trên c s chung nêu trên, tuy nhiên có ng

ng và cách s d ng khác nhau.
2.2.2.

nc c
u trúc bình

ph

ng pháp o


n c c trong m i phép o ph i

i ta thi t k các

nên còn có tên g i là

Hình 6

n c c luôn

Nh chúng ta ã bi t công th c tính

i:

S: di n tích

:

c b o v bên ngoài b ng khung th y tinh

d n
d n

n c a dung d ch.

n riêng c a dung d ch:

n c c (cm)

n c c, (cm2)

m b o tính

1 l 1
= . = K.L
ρ S R

l : kho ng cách gi a các

R:

nh và

n c c chuông.

n c c Platin dùng o

χ=

c gi c

i ta xác

nh l i h ng s bình K.

nh h ng s bình b ng cách o

n riêng. Bi t

n c c. Tuy