Download miễn phí Luận văn Hoàn thiện phương pháp tính lặp theo điều kiện proton kết hợp với phương pháp bình phương tối thiểu để đánh giá hằng số cân bằng của các đơn axit đơn bazơ từ dữ liệu pH thực nghiệm



MỤC LỤC
MỞ ĐẦU . 1
Phần I. TỔNG QUAN . 4
I.1. Cân bằng và hoạt độ . 4
I.1.1. Định luật tác dụng khối lượng . 4
I.1.2. Hoạt độ và hệ số hoạt độ [5] . 6
I.1.2.1. Định nghĩa, ý nghĩa của hoạt độ và hệ số hoạt độ . 6
I.1.2.2. Hệ số hoạt độ của các ion riêng biệt và các phương trình kinh
nghiệm đánh giá hệ số hoạt độ của ion [1] . 7
I.1.3. Phương pháp thực nghiệm đánh giá hệ số hoạt độ ion - Phương pháp
Kamar [24] .11
I.2. Các phương pháp xác định hằng số cân bằng .14
I.2.1. Tính hằng số cân bằng nồng độ >Csau đó ngoại suy về lực ion I=0 để đánh giá hằng số cân bằng nhiệt động >a.14
I.2.2. Phương pháp Kamar đánh giá hằng số phân ly axit [24] .15
I.2.3. Phương pháp đơn hình đánh giá hằng số cân bằng của các đơn axit,
đơn bazơ [10,19] .17
I.2.4. Các phương pháp thực nghiệm [7] .19
I.2.4.1. Phương pháp đo độ dẫn điện .20
I.2.4.2. Phương pháp đo điện thế .20
I.2.4.3. Phương pháp quang học. .21
1.2.5. Thuật giải di truyền [4] .22
I.2.6. Phương pháp bình phương tối thiểu .23
Phần II. THỰC NGHIỆM .27
II.1. Hóa chất và công cụ .27
II.2. Tiến hành thực nghiệm .28
II.2.1. Pha chế dung dịch .28
II.2.2. Chuẩn độ thể tích xác định nồng độ các dung dịch .28


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-10-17-luan_van_hoan_thien_phuong_phap_tinh_lap_theo_dieu.fnToTCbC2p.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-41002/
Để tải bản DOC Đầy Đủ xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.

Tóm tắt nội dung:

và tính theo lí thuyết (pHLT) ...........48
Bảng 8: So sánh kết quả xác định pKa1 và pKa2 từ pHTN và pHLT .....................49
Bảng 9: Kết quả xác định pKa1 và pKa2 của CH3COOH và HCOOH từ các giá
trị pHTĐ của hỗn hợp gồm CH3COO
-
và HCOO
-
được nội suy từ các
giá trị pH đo bằng thực nghiệm theo phương pháp chuẩn độ điện thế .......... 50
Bảng 10: Kết quả đo pH của dung dịch gồm CH3COOH và hệ đệm HCOOH -
HCOO theo phương pháp chuẩn độ điện thế ...........................................51
Bảng 11: Kết quả tính lặp hằng số phân li axit của CH3COOH và HCOOH từ
các giá trị pH đo được trong dung dịch hỗn hợp gồm CH3COOH và
hệ đệm HCOOH - HCOO-. .....................................................................52
Bảng 12: Kết quả đo pH theo phương pháp chuẩn độ điện thế của dung dịch
gồm HCOO- và hệ đệm CH3COOH - CH3COO
-
.....................................53
Bảng 13: Kết quả tính lặp hằng số phân li axit của CH3COOH và HCOOH từ
các giá trị pH đo được trong dung dịch gồm 1 bazơ yếu HCOO- và 1
hệ đệm CH3COOH, CH3COO
-
.......................................................... 54
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
1
MỞ ĐẦU
Trong lĩnh vực nghiên cứu cân bằng ion, việc xác định các tham số cân bằng
nói chung và hằng số cân bằng (HSCB) nhiệt động nói riêng là rất cần thiết, bởi vì
có biết chính xác các giá trị HSCB thì mới đánh giá chính xác được giá trị pH cũng
như thành phần cân bằng của hệ nghiên cứu. Mặt khác, hiện nay trong các tài liệu
tra cứu vẫn chưa có sự thống nhất về các giá trị hằng số cân bằng.
Trong số các HSCB thì HSCB axit - bazơ là đại lượng quan trọng, vì hầu
hết các quá trình xảy ra trong dung dịch đều liên quan đến đặc tính axit - bazơ của
các chất.
Có nhiều phương pháp khác nhau để xác định hằng số cân bằng của các axit-
bazơ, nhưng thông thường đều dựa trên kết quả đo pH, hay từ giá trị pH đã biết.
Trong các tài liệu [18, 22, 23] đã trình bày các phương pháp xác định hằng
số cân bằng nhiệt động Ka của các axit riêng lẻ, nhưng chưa đề cập đến việc xác
định đồng thời hằng số cân bằng của hỗn hợp nhiều axit, bazơ khác nhau.
Để xác định các tham số cân bằng bằng thực nghiệm phải tốn khá nhiều công
sức và thời gian, vì ngoài việc chuẩn độ đo pH, người ta còn phải xác định hệ số
hoạt độ phân tử ở các lực ion khác nhau. Do đó các giá trị thực nghiệm thu được
còn hạn chế, không đáp ứng được nhu cầu tính toán cân bằng.
Để khắc phục hạn chế này, trong nhiều năm gần đây đã có một số công trình
nghiên cứu lý thuyết kết hợp với ứng dụng công nghệ thông tin vào hóa học phân
tích để lập các chương trình tính để đánh giá hằng số cân bằng axit-bazơ. Mở đầu
cho hướng nghiên cứu lí thuyết này, tác giả trong [12] bước đầu nghiên cứu khả
năng vận dụng phương pháp tính lặp theo điều kiện proton (ĐKP) kết hợp với
phương pháp bình phương tối thiểu (BPTT) để đánh giá hằng số phân li axit trong
hỗn hợp 2, 3 đơn axit hay 2, 3 đơn bazơ đơn giản. Cũng trên cơ sở phương pháp
này trong [8] tác giả đã lập chương trình tính để tính theo lí thuyết hằng số tạo phức
hiđroxo đơn nhân từng nấc của các ion kim loại trong nước.
Đại học Thái Nguyên
2
Để có thể sử dụng một cách hiệu quả nhất việc kết hợp ĐKP và phương pháp
BPTT, trong công trình nghiên cứu của mình [2], tác giả đã tiếp tục khảo sát việc
xác định các hằng số phân li axit của các đa axit, đa bazơ từ dữ liệu pH đã biết.
Để mở rộng hướng nghiên cứu theo các phương pháp khác nhau, trong các
công trình [1] và [10] các tác giả đã sử dụng thuật toán đơn hình để xác định hằng
số phân li axit trong các hệ đơn axit, đơn bazơ bất kì. Tiếp theo trong [4] lần đầu
tiên tác giả đã khai thác khả năng ứng dụng của thuật giải di truyền để đánh giá
hằng số cân bằng trong các hệ axit, bazơ từ dữ liệu pH cho trước. Kết quả tính toán
lý thuyết khá phù hợp với các số liệu tra được trong các tài liệu tham khảo tin cậy.
Nhưng một điểm chú ý là tất cả các công trình đề cập ở trên đều là các công
trình nghiên cứu về mặt phương pháp, tức là thay cho giá trị pH lẽ ra đo bằng thực
nghiệm, các tác giả dùng ĐKP để tính giá trị pH theo lý thuyết từ nồng độ ban đầu
và các hằng số cân bằng axit- bazơ tra trong tài liệu tham khảo, rồi từ giá trị pH này,
sử dụng phương pháp nghiên cứu để tính trở lại các hằng số phân ly axit, bazơ.
Riêng trong [2], tác giả bước đầu thử nghiệm, kiểm chứng khả năng sử dụng của
phương pháp nghiên cứu, bằng cách tiến hành thực nghiệm đo pH và chuẩn độ đo
pH của duy nhất dung dịch axit oxalic.
Vấn đề được đặt ra ở đây là phương pháp tính lặp theo điều kiện proton kết
hợp với phương pháp bình phương tối thiểu có cho phép xác định được đồng thời
các hằng số cân bằng axit trong hỗn hợp các đơn axit, đơn bazơ từ kết quả đo pH
thực nghiệm hay không? Mức độ chính xác của kết quả đo pH ảnh hưởng đến kết
quả đánh giá HSCB như thế nào? Đây chính là những vấn đề còn tồn tại chưa được
giải quyết và cũng chính là nội dung cần hoàn thiện phương pháp nghiên cứu của
luận văn này. Chính vì vậy chúng tui chọn đề tài:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
8
Mặc dù vậy, khi giải quyết các bài toán có liên quan tới nghiên cứu cân
bằng trong dung dịch, nhiều bài toán của hóa học phân tích, sinh học,… đòi hỏi
phải biết giá trị của các hệ số hoạt độ của từng ion riêng biệt chứ không phải đại
lượng trung bình.
Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp do không thể hay không có điều kiện đo
hệ số hoạt độ các ion, người ta phải sử dụng các phương trình gần đúng đánh giá hệ
số hoạt độ của chúng. Các phương trình hiện nay gồm có:
I.1.2.2.1. Phương trình Debye-Huckel [17]
Phương trình định luật tới hạn của Debye - Huckel được áp dụng cho các hệ
lực ion thấp (
I < 0.001
):
(I.10)
hay
Với
1
i
if
Trong đó:
A là hằng số phụ thuộc vào bản chất của dung môi và nhiệt độ. Trong dung
dịch nước ở 250C thì A=0.5115.
Lực ion I được tính theo công thức:
(I.11)
Với lực ion lớn hơn ( ) thì áp dụng phương trình Debye - Huckel
mở rộng:
(I.12)
Với:
ai là bán kính ion hidrat hoá đơn vị là A
0
.
Trong dung dịch nước, ở 250C thì A = 0.5115 và B = 0.3291.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
10
I.1.2.2.4. Phương trình Danielle [14]
Danielle và các tác giả khác đã đề nghị bổ sung thêm số hạng thứ ba:
(với Ba=1)
(với Ba=1,5) (I.17)
I.1.2.2.5. Phương trình tổng quát [1]
Trong trường hợp tồng quát nhất với lực ion trong khoảng lớn hơn nữa, còn
có thể mở rộng thêm số hạng thứ tư
2 3/2 5/2lg lg
1
i i i
I
f AZ bI cI d I
Ba I
Nhưng trong nhiều trường hợp các đại lượng thứ ba, thứ tư thường ít ảnh
hưởng tới sự phụ thuộc của hệ số hoạt độ theo I.
Để giảm bớt sai số, tác giả không cố định hằng số Ba. Đây là phương trình
tổng quát hơn cả so với các phương trình của các tác giả khác, tuy nhiên có nhược
điểm lớn là việc giải ra các hệ số là hết...

---