Chuẩn độ complexon là gì

You're Reading a Free Preview
Page 3 is not shown in this preview.

PHỤ LỤC 10.5

Nhôm (Al)

Lấy một lượng dung dịch như chỉ dẫn trong chuyên luận riêng cho vào một bình nón 500 ml. Thêm 25 ml dung dịch Trilon B 0,1 M (CĐ) và 10 ml hỗn hợp đồng thể tích của dung dịch amoni acetat 2 M và acid acetic loãng (TT). Đun sôi dung dịch 2 min, để nguội, thêm 50 ml ethanol (TT) và 3 ml dung dịch dithizon 0,025 % (kl/tt) mới pha trong ethanol (TT) rồi chuẩn độ dung dịch Trilon B 0,1 M thừa bằng dung dịch kẽm Sulfat 0,1 M (CĐ) đến khi màu của dung dịch chuyển từ xanh sang tím đỏ. 1 ml dung dịch Trilon B 0,1 M (CĐ) tương đương với 2,698 mg Al.

Bismuth (Bi)

Nếu không có chỉ dẫn gì khác, pha loãng chế phẩm với nước thành 250 ml. Vừa lắc vừa thêm từng giọt amoniac 13,5 M (TT) cho đến khi tủa bắt đầu xuất hiện. Thêm 0,5 ml acidnitric (TT) và đun nóng đến 70 °C, duy trì nhiệt độ này cho đến khi dung dịch trong suốt. Thêm khoảng 50 mg hỗn hợp da cam xylenol (TT) rồi chuẩn độ bằng dung dịch Trilon B 0,1 M (CĐ) đến khi màu của dung dịch chuyển từ tím hồng sang vàng. 1 ml dung dịch Tri lon B 0,1 M (CĐ) tương đương với 20,90 mg Bi.

Calci (Ca)

Lấy một lượng dung dịch chế phẩm như chỉ dẫn trong chuyên luận cho vào một bình nón 500 ml rồi pha loãng với nước thành 300 ml, Thêm 6 ml dung dịch natri hydroxyd 10 M (TT) và khoảng 200 mg hỗn hợp calcon (TT) rồi chuẩn độ bằng dung dịch Trilon B 0,1 M (CĐ) đến khi màu của dung dịch chuyển từ tím sang xanh hoàn toàn. 1 ml dung dịch Trilon B 0,1 M (CĐ) tương đương với 4,008 mg Ca.

Chì (Pb)

Lẩy một lượng dung dịch chế phẩm như chỉ dẫn trong chuyên luận cho vào một bình 500 ml rồi pha loãng với nước thành 200 ml. Thêm khoảng 50 mg hỗn hợp da cam xylenol (TT) và một lượng hexamin (TT) vừa đủ để thu được dung dịch có màu hồng tím rồi chuẩn độ bằng dung dịch Trilon B 0,1 M (CĐ) đến khi dung dịch chuyển sang màu vàng. 1 ml dung dịch Trilon B 0,1 M (CĐ) tương đương với 20,72 mg Pb.

Magnesi (Mg)

Cho vào một bình nón 500 ml một lượng dung dịch chế phẩm như chỉ dẫn trong chuyên luận và pha loãng với nước thành 300 ml hoặc hòa tan một lượng chế phẩm như chỉ dẫn trong chuyên luận trong 5 ml đến 10 ml nước hoặc trong một lượng nhỏ dung dịch acid hydrocloric 2 M (TT) rồi pha loãng với nước thành 50 ml. Thêm 10 ml dung dịch đệm amoniac pH 10,0 (TT) và khoảng 50 mg hỗn hợp đến eriocrom T (TT) vào dung dịch cuối cùng. Đun nóng dung dịch đến 40 °C và chuẩn độ ở nhiệt độ đó bằng dung dịch Trilon B 0,1 M (CĐ) đến khi màu của dung dịch chuyển từ tím sang xanh lam hoàn toàn.
1 ml dung dịch Trilon B 0,1 M (CĐ) tương đương với 2,431 mg Mg.

Kẽm (Zn)

Cho vào một bình nón 500 ml một lượng dung dịch như đã chỉ dẫn trong chuyên luận rồi pha loãng với nước thành 200 ml. Thêm khoảng 50 mg hỗn hợp da cam xylenol (TT) và một lượng hexamin (TT) vừa đủ để làm dung dịch chuyển sang màu hồng tím. Thêm 2 g hexamin (TT) nữa rồi chuẩn độ bằng dung dịch Trilon B 0,1 M (CĐ) đến khi màu của dung dịch chuyển sang vàng. 1 ml dung dịch Trilon B 0,1 M (CĐ) tương đương với 6,54 mg Zn.

47Theo phương trình trên thì việc tạo phức MeY2-có quan hệ chặt chẽ với [H+], tức là pH của dung dịch. Để cân bằng tạo phức trên chuyển dịch theo chiều thuận, nghĩa làtạo phức hồn tồn thì pH của dung dịch phải cao pH 7. Điều này cho thấy trong phương pháp phức chất phải sử dụng sự tạo phức trong môi trường bazơ.

c. Chất chỉ thị dùng trong phương pháp complexon

+ Chọn pH thích hợp để phức của ion kim loại cản trở với complexonat kémbền, còn phức của complexon với ion cần xác định là bền nhất.Ví dụ: khi chuẩn độ hỗn hợp Fe3+, Al3+,ở pH = 2, β’FeY- = 1010,86, β’AlY- = 101,86nên có thể chuẩn độ Fe3+ tại pH = 1-2 mà ion Al 3+ không gây ảnh hưởng. Chỉ thị là axitsunfosalixilicChuẩn độ Ca2+, Mg2+ pH = 10, chỉ thị ETOOChuẩn độ Ca2+ pH = 12, chỉ thị MurexitChuẩn độ Ni2+, Co2+, Cu2+ pH = 11, chỉ thị MurexitKhi pH trong dung dịch mẫu không trùng với pH chọn lọc của phản ứng tạo phức thìphải điều chỉnh môi trường.+ Nếu pH dung dịch mẫu > pH chọn lọc: Hạ pH bằng cách dùng dung dịchHCl, dung dịch H2SO4, nồng độ 5-10%+ Nếu pH dung dịch mẫu < pH chọn lọc: Nâng pH bằng cách dùng NH 3 10%,hoặc dung dịch NaOH 2N. Có thể dùng giấy đo pH để kiểm tra.1.3. Các cách chuẩn độ[2]1.3.1 Chuẩn độ trực tiếpPhương pháp chuẩn độ complexon đơn giản nhất là phương pháp chuẩn độ trựctiếp. Trong phương pháp này người ta điều chỉnh pH thích hợp của dung dịch chuẩnđộ bằng một hệ đệm và sau đó thêm dung dịch chuẩn từ buret, thường là EDTA vàodung dịch chuẩn độ cho đến khi đổi màu của chất chỉ thị từ màu của phức kim loại chỉthị sang màu của chất chỉ thị ở trạng thái tự do. Để ngăn ngừa sự tạo hidroxit kim loạiở pH chuẩn độ người ta thường thêm các chất tạo phức tương đối yếu, ví dụ dùng hỗnhợp dung dịch đệm NH3 + NH4Cl duy trì pH = 10 khi chuẩn độ Zn 2+, Cu2+, Ni2+, để giữcác ion này trong dung dịch ở dạng phức phức với amoniac1.3.2 Chuẩn độ ngượcCho một lượng dư EDTA đã biết nồng độ chính xác vào dung dịch phân tích ởđiều kiện pH thích hợp rồi chuẩn độ lượng dư EDTA theo cách chuẩn độ trực tiếp.Dựa vào lượng EDTA ban đầu và lượng dư ta dễ dàng tính được lượng ion cần xácđịnhVí dụ:M++trilon B (dư) → MY4+trilon B (dư)Chuẩn độ lượng dư trilon B trực tiếp bằng dung dịch chuẩn MgSO 4 hay ZnSO4 với chỉthị ETOO trong môi trường đệm amoni.Cách chuẩn độ ngược được dùng khi:+ Phức chất được tạo ra bởi ion kim loại cần xác định và chất chỉ thị quá bền,bền hơn complexonat tương ứng.+ Không có chỉ thị thích hợp.+ Phản ứng tạo complexonat quá chậm.+M+ cần xác định ở dạng kết tủa2 1.3.3 Chuẩn độ thếPhương pháp được dựa vào tính chất kém bền của complexonat Mg: Na 2MgY.Người ta cho complexonat Mg (thường là dư) tác dụng với ion kim loại cần xác định,mà ion kim loại này tác dụng được với complexonat thành MeYn -4 bền hơn MgY2- kếquả ion Mg2+ bị đẩy ra khỏi Na2MgY một lượng tương đương theo phản ứng:Men+ + MgY2MeYn4+Mg2+Sau đó ta chỉ việc chuẩn độ trực tiếp lượng Mg 2+ được giải phóng ra bằng complexonvới chỉ thị ETOO trong môi trường đệm pH = 9 ÷ 10. Phương pháp này được ứngdụng khi không dùng được phương pháp chuẩn độ trực tiếp3 PHẦN 2: CÁC CHẤT CHỈ THỊ TRONG CHUẨN ĐỘCOMPLEXON VÀ ỨNG DỤNGĐể xác định điểm dừng trong chuẩn độ complexon, thường dùng một số loại chất chỉthị sau đây:- Các chất chỉ thị màu kim loại là những thuốc hữu cơ tạo được với ion kim loạiphức có màu đặc trưng, khác với màu chất chỉ thị. Trong chuẩn độ complexon loại chỉthị này là quan trọng nhất vì vậy ta sẽ xét chi tiết ở dưới đây.- Các chất chỉ thị một màu thường là không có màu hoặc có màu rất nhạt, tạođược với ion kim loại phức có màu đặc trưng. Ví dụ ion thioxianat không màu tạođược với ion Fe3+ phức màu đỏ, hoặc với ion Co 2+ phức màu xanh. Điểm dừng đượcxác định do sự xuất hiện màu của phức kim loại với chất chỉ thị.- Các chất chỉ thị huỳnh quang có khả năng tạo phức với kim loại và do đó màuhoặc cường độ huỳnh quang của chất chỉ thị bị thay đổi. Ví dụ, fluorexon trong dungdịch kiềm mạnh được dùng làm chỉ thị chuẩn độ các kim loại kiềm thổ bằng EDTA:tại điểm tương đương huỳnh quang bị tắt do các kim loại đã chuyển hoàn toàn thànhphức với EDTA.- Các chất chỉ thị oxy hóa – khử được dùng khi kim loại chuẩn độ tồn tại được ở2 dạnh oxy hóa và khử[2].2.1 Phân loại các chất chỉ thị kim loại2.1.1 Điều kiện chọn chỉ thị[3]Giả sử chuẩn độ ion Mn+ với chị thị là IndPhản ứng tạo phức giữa chỉ thị và ion kim loại ở pH chuẩn độ:M+Ind Mindβ’Mind- β’Mind phải đủ lớn để tạo phức Mind ở pH chuẩn độ. β’Mind ≥ 104- Chất chỉ thị phải tạo phức chọn lọc với ion kim loại cần chuẩn độ mà không tạo phứcvới các kim loại khác có mặt trong dung dịch.- Phức của chỉ thị với ion kim loại phải kém bền hơn phức của của complexonat (β ’MY≥ β’Mind x 103).- Màu của phức của chất chỉ thị với ion kim loại phải khác màu của chất chỉ thị tự dotrong điều kiện tiến hành chuẩn độ.- Sự đổi màu phải nhanh và rõ rệt, tại gần điểm tương đương của quá trình chuẩn độ.2.1.2 Cơ chếCác chỉ thị kim loại là các chất hữu cơ có khả năng tạo phức màu với ion kim loại. Cácphức này kém bền hơn phức của ion kim loại với complexon. Màu của chỉ thị khi tạophức với ion kim loại khác với màu của chỉ thị ở dạng tự do. Gần điểm tương đươngcomplexon lấy kim loại ở chị thị giải phóng chỉ thị ra dạng tự do nên dung dịch thayđổi màu, báo cho ta biết kết thúc định lượng.Thí dụ: Định lượng Ca2+ với chỉ thị Murexid, pH = 9 – 11Ca2+ + H4I-  CaH2I+2H+(đỏ tím)(đỏ)Khi nhỏ complexon xuốngCa2+ + HY3-  CaY2- + H+Gần điểm tương đương có sự cạnh tranh tạo phứcCaH2I + HY3-  CaY2- + H3I2Đỏtím4 Sự chuyển màu của chỉ thị kim loạiHầu hết các chỉ thị kim loại là những acid, baz mà các dạng phân li có màu khác nhau.Vì vậy, màu của chất chỉ thị thay đổi theo pH và sự đổi màu của chất chỉ thị khi chuẩnđộ (đổi từ màu phức kim loại chỉ thị sang màu chất chỉ thị tự do hoặc ngược lại) phụthuộc pH.Để đặc trưng định lượng sự đổi màu của chất chỉ thị kim loại, người ta dùng hằng sốtạo thành điều kiện của phức chỉ thị kim loại.Nếu mô tả cân bằng tạo phức chỉ thị kim loại dưới dạngM + In  Minβ’Thì hằng số bền điều kiện có dạng:[ MIn] ''=βMIn''[ M ] [ In](2.1)ở đây: [MIn]’ = tổng nồng độ các dạng tồn tại của phức giữa chỉ thị và kim loại =[Min] + [MHIn] + [MIn2] +…[M]’ = tổng nồng độ các dạng của ion kim loại không tạo phức với chất chỉ thị và vớiEDTA.N'’[M] = [M] +∑ [M (OH )j =1Nj] + ∑ [ MX n ]n =1X= chất tạo phức phụ[In]’ = tổng nồng độ các dạng của chất chỉ thị không tạo phức với kim loại = [In] +[HIn] + [H2In] +…Từ (2.1) rút ra:β' MIn =βMInN'Trong đó αM = (1 +∑* βj =1αM αInαMIn(2.2)Njh − j + ∑ β n [ X ] n ) −1(2.3)n =1*βj = hằng số tạo phức hiđroxo, βn = hằng số tao thành phức MXn:α In =K a1 K a 2 K a 3h + K a1 h + K a1 K a 2 h + K a1 K a 2 K a 332Đối với chỉ thị H3In có 3 hằng số phân li Ka1, Ka2, Ka3. Tỉ số(2.4)[ MIn]'là tỉ số giữa nồng[ In]'độ chất chỉ thị tồn tại dưới các dạng phức kim loại với nồng độ các dạng chỉ thị tự do.Tỉ số này quyết định sự chuyển màu của chất chỉ thịTừ (2.1) ta tính được nồng độ kim loại tự do[M]’ ứng với thời điểm chuyển màu:[ M ]' =Giả thiết tỉ sốVà1'β MIn.[ MIn]'[ In]'[ MIn]'= p có sự chuyển màu rõ thì[ In]'p[ M ]' = 'β MInpM’ = lgβ’MIn - lg p5