Hóa phân tích đại cương

Bài 3
PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH
(7 TIẾT)
MỤC TIÊU
1. Trình bày được nguyên tắc chung của phương pháp phân tích thể tích.
2. Trình bày được cách xác đinh điểm tương đương, điểm kết thích trong phương pháp phân tích thể tích.
3. Kể tên được các phương pháp phân tích và yêu cầu đối với phản ứng dùng trong phương pháp PTTT.
4. Trình bày được ý nghĩa và áp dụng các công thức tính nồng độ các dung dịch dùng trong PTTT.

NỘI DUNG
1. Nguyên tắc chung của phương pháp PTTT.
2. Điểm tương đương và điểm kết thúc.
3. Yêu cầu đối với phản ứng dùng trong PTTT.
4. Phân loại phương pháp PTTT.
5. Các cách chuẩn độ.
6. Các dung dịch dùng trong PTTT.
7. Tính kết quả trong PTTT.

1. Nguyên tắc chung của phương pháp PTTT
Phương pháp PTTT là một phương pháp định lượng hóa học dựa vào thể tích thuốc thử (đã iết chính xác nồng độ) dùng để phản ứng vừa đủ với một thể tích chính xác DD chất cần xác định. Từ thể tích, nồng độ của DD thuốc thử và thể tích của DD chất cần định lượng tính được nồng độ của DD cần định lượng.
Giả sử để xác định nồng độ của dung dịch X, người ta dùng thuốc thử là dung dịch R có nồng độ đã biết. Phản ứng giữa X và R xay ra hoàn toàn:
R + X = P + Q
Tiến hành bằng cách nhỏ từ từ từng giọt dung dịch R xuống một thể tích chính xác dung dịch X đến khi lượng thuốc thử R nhỏ xuống tương đương hóa học với lượng X thì dừng lại, đọc thể tích dung dịch R đã phản ứng trên buret. Dựa vào thể tích dung dịch R, nồng độ của R và thể tích dung dịch X đã lấy, tính được nồng độ của X. Quá trình tiến hành như vậy gọi là sự chuẩn độ hay sự định phân bằng phương pháp thể tích. Dung dịch thuốc thử đã biết nồng độ (dung dịch R) gọi là dung dịch chuẩn độ.
So với phương pháp PTKL thì phương pháp PTTT có độ chính xác không cao, nhưng vẫn đạt được mức yêu cầu cần thiết, mặt khác phương pháp PTTT đơn giản và nhanh hơn nên được sử dụng rộng rãi.
 
Ví dụ:
Định lượng Acid oxalic bằng DD Natric hydroxyd có thể chọn chỉ thị Phenolphtalein vì:
H2C2O4 + 2 NaOH = Na2C2O4 + 2 H2O
Trước điểm tương đương trong DD còn acid, nên Phenolphtalein không màu. Sau điểm tương đương DD dư kiềm, Phenolphtalein có màu hồng. Do đó ở thời điểm tương đương DD từ không màu chuyển sang màu hồng (tại thời điểm này ta kết thúc sự chuẩn độ).
2.3. Điểm kết thúc
Điểm kết thúc là thời điểm mà ở đó chất chỉ thị có những biến đổi giúp ta kết thúc sự chuẩn độ. Trong trường hợp lý tưởng điểm kết thúc chuẩn độ trùng với điểm tương đương, trong thực tế điểm kết thúc chuẩn độ thường sai lệch với điểm tương đương.
Ví dụ:
Trường hợp chuẩn độ Acid hydroclorid bằng DD chuẩn độ Natri hydroxyd dùng chỉ thị Phenolphtalein, điểm tương đương ứng với pH = 7, nhưng chỉ thị Phenolphtalein lại chuyển màu ở pH = 9, nên thường kết thúc chuẩn độ sau điểm tương đương.
Sự sai lệch giữa điểm tương đương và điểm kết thúc gây ra sai số của phép định lượng, nên cần chọn chỉ thị sao cho sai số nhỏ nhất (trong phạm vi cho phép).
3. Yêu cầu đối với phản ứng dùng trong PTTT
Các phản ứng dùng trong PTTT phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Phải xảy ra hoàn toàn (thông thường chất cần xác định cong lại có nồng độ <10-6M).
- Phải xảy ra đủ nhanh, nếu chậm việc xác định điểm tương đương sẽ kém chính xác.
- Phản ứng phải có tính chọn lọc, nghĩa là chỉ xảy ra giữa thuốc thử với chất cần xác định, không có phản ứng phụ.
- Phải xác định chính xác được điểm tương đương.
4. Phân loại phương pháp PTTT
Dựa vào bản chất phản ứng hóa học xảy ra khi chuẩn độ người ta phân loại phương pháp PTTT như sau:
* Phương pháp acid – base: là phương pháp dựa vào phản ứng trung hòa giữa acid và base.
Acid + Base => Muối + nước
* Phương pháp oxy hóa – khử: là phương pháp dựa vào phản ứng oxy hóa – khử.
OX1 + KH2 = KH1 + OX2
* Phương pháp kết tủa: là phương pháp dựa vào phản ứng tạo tủa.
X + R => P (↓) + Q