Download Đề tài Nghiên cứu phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử trong hóa học phân tích định lượng miễn phí
MỤC LỤC
A. MỞ ĐẦU 1
I. Lý do chọn đề tài: 1
II. Mục đích nghiên cứu 1
III. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu: 1
IV. Phương pháp nghiên cứu: 1
B. NỘI DUNG 2
I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT: 2
1. Phương trình chuẩn độ: 2
a) Đối với phản ứng chuẩn độ đối xứng: 2
b) Đối với phản ứng chuẩn độ bất đối xứng: 3
2. Các phương pháp chuẩn độ: 3
a) Phương pháp pemanganat: 3
b) Phương pháp đicromat: 4
c) Phương pháp iot: 4
II. Bài tập ứng dụng: 5
C. Kết luận 30
D. Tài liệu nghiên cứu 31
Mục lục.32
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 tui 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.
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.
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.
Phương pháp nghiên cứu:
Phương pháp phân tích tổng hợp tài liệu.
NỘI DUNG
CƠ SỞ LÝ THUYẾT:
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:
Ox1 + n1e ⇌ Kh1
Kh2 ⇌ Ox2 + n2e
n2Ox1 + n1Kh2 ⇌ n2Kh1 + n1Ox2.
Phương trình chuẩn độ:
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 V0 ml Kh2 có nồng độ C0 bằng V ml chất Ox1 có nồng độ C. Phản ứng chuẩn độ:
n2Ox1 + n1Kh2 ⇌ n2Kh1 + n1Ox2.
Nếu dừng chuẩn độ trước điểm tương đương thì:
Etr = + .
Nếu dừng chuẩn độ sau điểm tương đương thì:
.
Tại điểm tương đương:
ETĐ .
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:
n2Ox1 + n1Kh2 ⇌ n2Kh1 + n1Ox2.
Trước điểm tương đương:
Etr =
Sau điểm tương đương:
.
Tại điểm tương đương:
ETĐ = .
Các phương pháp chuẩn độ:
Phương pháp pemanganat:
Phương pháp pemanganat dựa trên cơ sở các phản ứng oxi hóa các chất khử bằng ion pemanganat trong môi trường axit, bazo hay trung tính.
Trong môi trường axit: V.
Trong môi trường trung tính: V
Trong môi trường kiềm: V.
Phạm vi ứng dụng:
Chuẩn độ trực tiếp bằng KMnO4 các chất trong môi trường axit như: V3+ thành V5+, Ce3+ thành Ce4+, chuẩn độ H2O2 thành O2, thành .
Định lượng chất khử qua phản ứng với Fe3+ sau đó chuẩn độ lượng Fe2+ còn dư dùng để chuẩn độ các chất khử mà gặp khó khăn khi chuẩn độ trực tiếp. Ví dụ như: Cr2+ thành Cr3+, Ti3+ thành Ti4+, ...
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.
Phương pháp đicromat:
V.
Phương pháp này chủ yếu dùng để chuẩn độ Fe(II):
Phạm vi ứng dụng:
Phản ứng này có thể dùng chuẩn độ ngược chiều chất oxi hóa.
Có thể định lượng chất thử bằng phương pháp chuẩn độ thế hay chuẩn độ ngược:
Cho chất khử phản ứng với muối Fe3+ dư và chuẩn độ lượng Fe2+ tạo thành bằng .
Nếu chất khử phản ứng chậm với Fe3+ thì thêm K2Cr2O7 dư, lấy chính xác, sau đó chuẩn ngược bằng dung dịch chuẩn Fe(II).
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:
I2 + I- ⇌
Phạm vi ứng dụng:
Định lượng các chất khử hay các chất oxi hóa.
Một trong các chất khử được dùng để định lượng trong phương pháp này là Na2S2O3. Để chính xác người ta dung chỉ thị là hồ tinh bột.
Cho các chất oxi hóa tác dụng với KI dư sau đó chuẩn độ lượng iot giải phóng ra bằng Na2S2O3.
Có thể thêm dư dung dịch chuẩn iot vào chất khử sau đó chuẩn độ iot dư bằng dung dịch chuẩn Na2S2O3.
Phản ứng quan trọng là: .
Bài tập ứng dụng:
Bài 1: Tính pe và E khi chuẩn độ 25,00ml Fe2+ 0,100M bằng Ce4+ 0,100M trong dung dịch H2SO4 (pH = 0) khi đã thêm:
20,00ml b)25,00ml c) 26,00ml Ce4+
Lời giải:
Phản ứng chuẩn độ:
Fe2+ + Ce4+ ⇌ Fe3+ + Ce3+
V1 = 20,00ml < VTĐ, dừng chuẩn độ trước điểm tương đương.
petr =0,680,0592 + lg 0,100 .20,000,100 .25,00-0,100 .20,00 = 12,0885
⟶ Etr = 12,0885 . 0,0592 = 0,716 V
V2 =25,00ml = VTĐ , dừng chuẩn độ tại điểm tương đương.
peTĐ = 0,680,0592+ 1,440,05922 = 17,905
ETĐ = 17,905 . 0,0592 = 1,056 V.
V3 =26,00ml >VTĐ, dừng chuẩn độ sau diểm tương đương
pes = 1,440,0592 + lg 0,100 .26,00-0,100 .25,000,100 .25,00 = 22,926
Es = 22,926 . 0.0592 = 1,357 V.
Bài 2: Tính pe và E trong phép chuẩn độ 25,00 ml Fe2+ 0,100 M bằng KmnO4 0,0200M trong H2SO4 ( pH = 0) sau khi đã thêm
24,50ml b) 25,00ml c)26,00ml KMnO4
Lời giải: Phản ứng chuẩn độ:
MnO4 - + 5 Fe2+ + 8H+ ⇌ Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O
Tại điểm tương đương: số đương lượng = số đương lượng Fe2+
VTĐ = 0,100 .25,005 .0,020 = 25,00ml
Khi thêm 24,50ml KMnO4, dừng trước điểm tương đương, do đó:
pe = 0,680,0592 + lg 5.0,0200 .24,501 .0,100-5 .0,200 .24,50 = 13,18
E = 13,18 . 0,0592 = 0.78 V
Khi thêm 25,00ml KMnO4 thì dừng đúng điểm tương đương, ta có:
peTĐ = 1 . 0,680,0592+ 5 1,510,05921+5 = 23,17
ETĐ = 23,17 . 0,0592 = 1,372 V
Khi thêm 26,00ml KMnO4 thì dừng sau điểm tương đương, ta có
pe = 1,510,0592+15 lg5 .0,020 .26,00-1 .0,100 .25,001 .0,100 .25,00 = 25,227
E = 25,227 . 0,0592 = 1,493 V
Bài 3: Việc xác định nồng độ dung dịch chuẩn KMnO4 được thực hiện bằng cách: cân a gam H2C2O4.2H2O ( M = 126,066 ), hòa tan trong bình định mức 250ml. Chuẩn độ 25,00ml dung dịch thu được khi có mặt H2SO4 2M hết V ml KMnO4. Nếu nồng độ của KMnO4 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:
5H2C2O4 + 2 + 6H+ ⟶ 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O
no a .25,00126,066 .250 V .0,011000
Ta có: a126,066 .10 .5 = 0,01 .V1000 .2
V = 15,00ml ⟶ a = 0,4727 g
V = 20,00ml = =⟶ 0,6303 g.
Vậy lượng cân axit oxalic phải lấy từ 0,5 – 0,6 g.
Bài 4: Xác định nồng độ dung dịch chuẩn KMnO4 được thực hiện bằng cách cân 0,5124 g H2C2O4.H2O (M = 126,066), hòa tan trong bình định mức 250ml. Chuẩn độ 25,00ml dung dịch thu được khi có mặt H2SO4 2M thì hết 18,75ml KMnO4.
Lời giải: Phản ứng chuẩn độ:
5H2C2O4 + 2 + 6H+ ⟶ 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O
no a .25,00126,066 .250 V .0,011000
Theo định luật hợp thức ta có:
0,5124126,066 .10 .5 =
= 8,671.10-3M.
Bài 5: Để xác định hàm lượng phần trăm của H2O2, người ta hòa tan 1,5 g mẫu, pha loãng với nước, sau đó chuẩn độ dung dịch thu được khi có mặt H2SO4 2M hết 31,25ml KMnO4 0,0115M. Tính % H2O2 trong mẫu?
Lời giải: Phản ứng chuẩn độ:
n0 a34,015 0,0115 .31,251000
Theo định luật hợp thức, ta có
a34,015 .5 = 0,0115 .31,252 . 1000
⟶ a = 0,03056g và %H2O2 = 0,030561,5 . 100% = 2,04%.
Bài 6: Hòa tan 0,45 gam một mẫu chứa hidroxylamin H2NOH và tạp chất trơ trong dung dịch chứa lượng dư Fe3+. Sau đó chuẩn độ Fe2+ tạo thành hết 24,18ml KMnO4 0,0854M. Tính hàm lượng hidroxylamin trong mẫu?
Lời giải: Phản ứng khử Fe3+ bởi H2NOH:
(1)
Ph
hKDTrQUrH645ohr
Nhận download tài liệu miễn phí
