Dung dịch chuẩn là dung dịch của thuốc thử đã biết chính xác nồng độ để xác định chất phân tích nào đó. Có những dung dịch chuẩn bền với thời gian thường pha từ chất gốc gọi là dung dịch chuẩn gốc hay dung dịch tiêu chuẩn. Tuy nhiên có những dung dịch chuẩn chỉ bền trong khoảng thời gian nào đó, thường là khoảng một tháng, một tuần, thậm chí một ngày, tức là nồng độ thay đổi theo thời gian gọi là dung dịch chuẩn. Show Phương pháp axit – bazơ sử dụng các dung dịch chuẩn axit mạnh để xác định bazơ và các bazơ mạnh để xác định các axit. 1.1.1 Dung dịch chuẩn axit để xác định bazơ Dung dịch chuẩn axit được pha từ các axit vào nước. Các axit thường dùng là H2C2O4.2H2O, HCl, H2SO4, HNO3… Axit oxalic khi tinh khiết là một chất gốc rất tốt, nó là chất rắn kết tinh, M = 126,160. Để pha dung dịch tiêu chuẩn, chất gốc cần thỏa mãn các điều kiện sau: - Tinh khiết, có thể kết tinh lại và sấy khô ở nhiệt độ nhất định. - Bền với thời gian. - Có thành phần hóa học ứng đúng với công thức. Trong phòng thí nghiệm, người ta có thể sử dụng axit oxalic tinh khiết để pha dung dịch chuẩn gốc. Axit oxalic là đa axit yếu có pK1 = 1,25; pK2 = 4,27; các hằng số phân ly này khá gần nhau nên khi chuẩn độ bằng các bazơ mạnh, bước nhảy của đường cong chuẩn cho nấc 1 không rõ, ta cần chuẩn độ theo nấc thứ hai. Sử dụng dung dịch H2C2O4 0,05N chuẩn độ NaOH 0,1N trước và sau điểm tương đương ở nấc thứ hai có pH như sau: F 1,996 2,000 2,004 pH 6,67 8,35 9,97 Vì vậy, sử dụng phenolphthalein làm chất chỉ thị là phù hợp. Ngoài axit oxalic người ta còn dùng các chất chuẩn khác như HCl, H2SO4, HNO3,… Đây là các axit cũng bền với thời gian, tuy nhiên điều khó khăn là chuẩn bị dung dịch chuẩn bởi dung dịch đầu của các axit này không có nồng độ chính xác. Có hai cách chuẩn độ dung dịch chuẩn: - Dùng các ống đựng dung dịch chuẩn gọi là “fixanal”. Trên mỗi ống Fixanal người sản xuất đã ghi rõ dung tích cần pha để thu được nồng độ nhất định. - Lấy các axit mạnh loại tinh khiết phân tích hoặc tinh khiết hóa học, pha loãng bằng nước cất tới nồng độ mong muốn, sau đó dùng các chất gốc là các bazơ có nồng độ chính xác để xác định lại. Trong trường hợp này nồng độ dung dịch chuẩn có thể là một số lẻ, tuy nhiên điều đó không hề ảnh hưởng đến sự chính xác của phép phân tích. 1.1.2 Dung dịch chuẩn bazơ để xác định các axit Có thể dùng natricacbonat khan Na2CO3 hoặc natritetraborat Na2B4O7.10H2O loại tinh khiết phân tích làm chất gốc bazơ để xác định các axit. Dung dịch Na2CO3 (natricacbonat) khan có M = 105,9890 là muối trung hòa của axit cacbonic. Các hằng số pK1 và pK2 của axit cacbonic tương ứng là 6,35 và 10,32. Chất gốc Na2CO3 được chuẩn bị bằng cách nung Na2CO3 loại tinh khiết phân tích tới khối lượng không đổi ở 300oC. Khi chuẩn độ dung dịch HCl bằng dung dịch Na2CO3 1M có hai nấc của đường cong chuẩn độ. Trước và sau điểm tương đương thứ nhất pH tính được ở bảng sau: F 0,99 0,998 1,000 1,002 1,01 pH 8,47 8,38 8,34 8,3 8,1 Như vậy, bước nhảy ở nấc 1 là rất ngắn. Ở nấc 2, giá trị pH tính được như sau: F 1,996 2,000 2,004 pH 4,00 3,35 2,68 Giả thiết là H2CO3 tạo thành sau phản ứng vẫn còn nằm trong dung dịch. Ở bước nhảy thứ nhất chất chỉ thị thích hợp là phenolphthalein. Ở bước nhảy thứ hai, chất chỉ thị thích hợp là metyl da cam hoặc metyl đỏ. Dung dịch chuẩn natritetraborat: Na2B4O7.10H2O có M = 381,37. Trong dung dịch axit loãng ion tetraborat phản ứng với ion H+ tạo thành axit boric: B4O72- + 2H+ + 5H2O à4H3BO3 Axit boric là đa axit yếu, có thể xem như đơn axit yếu có pKa = pK1 = 9,24. Vậy pKb = 14 – 9,24 = 4,76. Chuẩn độ dung dịch 0,1N tetraborat bằng dung dịch HCl có bước nhảy như sau: F 0,998 1,000 1,002 pH 6,7 5,27 3,7 Đối với bước nảy này có thể dùng metyl đỏ để làm chỉ thị. 1.1.3 Sử dụng các Fixanal Trong Fixanal có chứa một lượng xác định các chất ít nhất là tinh khiết phân tích. Người ta đã cân sẵn một khối lượng xác định chất kết tinh hoặc lấy một dung dịch có nồng độ nhất định để khi pha loãng sẽ có nồng độ chuẩn. Ví dụ: Một Fixanal đựng H2C2O4.2H2O trên đó có ghi N/10 tức là người ta đã cân 6,305g H2C2O4.2H2O để pha trong một lít sẽ có nồng độ chuẩn là 0,1N. Trên mỗi Fixanal bằng thủy tinh có cấu tạo đặc biệt: có 2 vị trí rất mỏng giúp người phân tích có thể dễ dàng dùng đũa thủy tinh để chọc thủng. Thực hiện như sau: - Lấy một bình đựng nước sạch 1 lít, để trên bình một phễu to, quay ngược ống Fixanal để phần mỏng số 1 lên phía trên, đưa Fixanal lên trên miệng phễu, dùng đũa thủy tinh chọc nhẹ vào Fixanal ở phần lõm 1. Quay nhanh Fixanal cho phần đã chọc thủng xuống phía dưới sát vào cuống phễu, dùng đũa thủy tinh chọc thủng nốt phần lõm số 2 trên Fixanal. Dùng bình cầu tia xối dòng nước vào lỗ số 2 cho đến khi trong Fixanal không còn chất tan nữa. Tráng phễu bằng nước cất, thêm nước cất vào bình định mức, lắc kĩ để hòa tan chất tan sau đó thêm nước cất đến vạch mức, lắc kĩ, ta có dung dịch chuẩn có nồng độ như đã ghi trên nhãn Fixanal. Phương pháp chuẩn độ axit bazơ là gì?Phương pháp axit – bazơ (hoặc phương pháp trung hòa): phương pháp này dựa trên phản ứng giữa các axit và bazơ để định lượng trực tiếp hoặc gián tiếp các axit, bazơ và muối. 2.4.2. Phương pháp kết tủa: phương pháp này chủ yếu dùng để định lượng các ion tạo được các hợp chất khó tan. Phản ứng axit bazơ là phản ứng như thế nào?- Phản ứng axit - bazơ là phản ứng trong đó có sự nhường và nhận proton (H+). - Phản ứng axit - bazơ xảy ra theo chiều: Axit mạnh + Bazơ mạnh → Axit yếu hơn + Bazơ yếu hơn. Chú ý: Các trường hợp ngoại lệ: + Tạo thành kết tủa khó tan phản ứng vẫn xảy ra được dù axit hoặc bazơ tạo thành mạnh hơn ban đầu. Nguyên tắc phương pháp chuẩn độ acid base là gì?Chuẩn độ axit-bazơ: Chuẩn độ này là phương pháp xác định dung dịch acid với dung dịch base có nồng độ biết trước hoặc ngược lại. Nguyên tắc của chuẩn độ axit-bazơ dựa trên phản ứng trung hòa. Chuẩn độ oxy hóa khử: Nguyên tắc của chuẩn độ này là dùng phản ứng oxy hóa khử giữa chất phân tích và dung dịch chuẩn độ. Điểm tương đương xuất hiện khi nào?Điểm tương đương:Điểm tương đương cho điểm mà chất phân tích chưa biết đã phản ứng hoàn toàn với chất chuẩn độ. Điểm cuối: Điểm cuối không phải lúc nào cũng đưa ra điểm mà chất phân tích chưa biết đã phản ứng hoàn toàn với chất chuẩn độ. |
