›
›

Bài giảng Hóa phân tích - Chương 7.1: Phương pháp chuẩn độ acid – baz

Xét đơn acid HA có nồng độ ban đầu CHA, hằng số phân 
li kHA. Trong dung dịch nước:
HA⇄ H++A –
H2O⇄ H++OH –
Trong DD có 4 ẩn số : [H+, [OH –], [A- ] và [HA] 
Để tính pH, chúng ta giải PT chứa [H+] nhận được từ 
sự tổ hợp các phương trình liên quan (PT hằng số phân 
li acid, PT bảo toàn điện tích, PT bảo toàn khối lượng, 
PT tích số ion của nước)
ppt 39 trang xuanthi 02/01/2023 940
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa phân tích - Chương 7.1: Phương pháp chuẩn độ acid – baz", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

  • pptbai_giang_hoa_phan_tich_chuong_7_1_phuong_phap_chuan_do_acid.ppt

Nội dung text: Bài giảng Hóa phân tích - Chương 7.1: Phương pháp chuẩn độ acid – baz

  1. HAÈNG SOÁ ÑAËC TRÖNG CUÛA ACID–BAZ HAÈNG SOÁ ÑAËC TRÖNG CUÛA ACID (1) HA ⇄ A– + H+ (2) HA : acid; A– : baz lieân hôïp Theo chieàu (1) : haèng soá phaân li acid [H + ][ A− ] k = k = k = k = HA acid a A / B [HA] Theo chieàu (2) : haèng soá beàn βHA
  2. HAÈNG SOÁ ÑAËC TRÖNG CUÛA ACID–BAZ VÍ DUÏ HCl Cl– + H+ – + CH3COOH ⇄ CH3COO + H + – NH3 + H2O ⇄ NH4 + OH – + H3PO4 ⇄ H2PO4 + H – 2– + H2PO4 ⇄ HPO4 + H 2– 3– + HPO4 ⇄ PO4 + H + HCl, CH3COOH, NH4 : ñôn acid; H3PO4 : ña acid – 3– CH3COO , NH3 : ñôn baz; PO4 : ña baz
  3. TÍNH pH CUÛA DUNG DÒCH PT TÍNH pH CUÛA DUNG DÒCH ACID pH cuûa dung dòch ñôn acid HA Xeùt ñôn acid HA coù noàng ñoä ban ñaàu CHA, haèng soá phaân li kHA. Trong dung dòch nöôùc: HA⇄ H++A – + – H2O⇄ H +OH Trong DD coù 4 aån soá : [H+, [OH –], [A- ] vaø [HA] Ñeå tính pH, chuùng ta giaûi PT chöùa [H+] nhaän ñöôïc töø söï toå hôïp caùc phöông trình lieân quan (PT haèng soá phaân li acid, PT baûo toaøn ñieän tích, PT baûo toaøn khoái löôïng, PT tích soá ion cuûa nöôùc)
  4. TÍNH pH CUÛA DUNG DÒCH PT TÍNH pH CUÛA DUNG DÒCH ACID pH cuûa dung dòch ñôn acid HA k Thay [OH − ] = H 2O [H + ] ruùt ra töø PT (d) vaøo (e) vaø bieán ñoåi, ta ñöôïc PT tính pH cuûa ñôn acid HA : + 3 + 2 + [H ] + kHA [H ] –[kHACHA + kH2O] [H ] – kHA kH2O = 0
  5. TÍNH pH CUÛA DUNG DÒCH PT TÍNH pH CUÛA DUNG DÒCH BAZ Taát caû PT tính pH cuûa DD acid aùp duïng ñöôïc ñeå tính pOH cho DD baz, chæ caàn thay [H+] baèng [OH–], thay kacid baèng kbaz vaøo PT töông öùng
  6. TÍNH pH CUÛA DUNG DÒCH PT TÍNH pH CUÛA DUNG DÒCH ÑEÄM (CHÖÙA ACID VAØ BAZ LIEÂN HÔÏP) Dung dòch chöùa baz yeáu vaø acid lieân hôïp - DD chöùa baz yeáu A (noàng ñoä CB) vaø acid lieân hôïp HA (noàng ñoä CA), ví duï (NH4OH + NH4Cl): – 3 – 2 – OH ] + (CA + kA)[OH ] – (CB kA + kH2O ) [OH ] – kA . kH2O = 0
  7. TÍNH pH CUÛA DUNG DÒCH MOÄT SOÁ COÂNG THÖÙC ÑÔN GIAÛN TÍNH pH CUÛA DD pH cuûa dung dòch ñôn acid HA + 3 + 2 + [H ] + kHA [H ] –[kHACHA + kH2O] [H ] – kHA kH2O = 0 Coâng thöùc ñôn giaûn Phaïm vi aùp duïng Ñieàu kieän Ñieàu kieän cuûa cuûa k noàng ñoä (M) – 1 – 6 – 2 Acid maïnh k 10 10 CHA 10 pH = – lg CHA – 4 –2 – 6 – 5 10 k 10 10 CHA 10
  8. TÍNH pH CUÛA DUNG DÒCH MOÄT SOÁ COÂNG THÖÙC ÑÔN GIAÛN TÍNH pH CUÛA DD pH cuûa dung dòch ñôn acid HA + 3 + 2 + [H ] + kHA [H ] –[kHACHA + kH2O] [H ] – kHA kH2O = 0 Coâng thöùc ñôn giaûn Phaïm vi aùp duïng Ñieàu kieän Ñieàu kieän cuûa cuûa k noàng ñoä (M) Acid trung bình + 2 + [H ] +kHA [H ]–kHACHA = 0 –7 – 6 – k ≥ 10 CHA 10 (kHAkhoâng quaù beù vaø [OH ] <<[H+])
  9. TÍNH pH CUÛA DUNG DÒCH MOÄT SOÁ COÂNG THÖÙC ÑÔN GIAÛN TÍNH pH CUÛA DD pH cuûa dung dòch ñôn baz A– Baz maïnh pOH = –lg CA- hay pH = 14 + lg CA- – 2 – Baz trung bình [OH ] +kA [OH ]–kACA = 0 Baz yeáu : pOH = ½ pkA- – ½lg CA- - hay pH = 7 + ½ pkHA + ½ lg CA ( HA : acid lieân hôïp vôùi baz A– )
  10. TÍNH pH CUÛA DUNG DÒCH MOÄT SOÁ COÂNG THÖÙC ÑÔN GIAÛN TÍNH pH CUÛA DD n– pH cuûa ña acid HnA /ña baz A – 6,35 – 10,32 Ví duï 1: H2CO3 ( ka1 = 10 ; ka2 = 10 )0,01M: –6,35 töông ñöông ñôn acid coù kHA = ka1 =10 (acid yeáu) pH= ½ 6,35 – ½ lg 0,01 = 4,18 – 2,12 – 7,21 – 12,34 Ví duï 2: H3PO4 ( ka1 = 10 ;ka2=10 ;ka3=10 ) –2,12 0,1M: töông ñöông ñôn acid coù kHA= ka1=10 (acid trung bình) + 2 + [H ] + ka1 [H ]– ka1 CHA = 0
  11. TÍNH pH CUÛA DUNG DÒCH MOÄT SOÁ COÂNG THÖÙC ÑÔN GIAÛN TÍNH pH CUÛA DD pH cuûa dung dòch ñeäm taïo bôûi acid yeáu vaø baz lieân hôïp hoaëc pH cuûa dung dòch ñeäm taïo bôûi baz yeáu vaø acid lieân hôïp + - Neáu CA,CB lôùn hôn nhieàu so vôùi [H ] vaø [OH ]: C k - haèng soá phaân li cuûa acid yeáu pH = pk + lg B HA HA (*) C - noàng ñoä daïng baz C A B CA – noàng ñoä daïng acid Dung dòch ñeäm coøn ñöôïc taïo thaønh bôûi 2 chaát löôõng tính acid – baz, ví duï NaH2PO4 (ñoùng vai troø acid yeáu – 7,21 kHA=ka2 = 10 , noàng ñoä CA)vaø Na2HPO4 (ñoùng vai troø baz yeáu noàng ñoä CB)
  12. TÍNH pH CUÛA DUNG DÒCH Tính chaát acid , baz cuûa moät soá ion trong nöôùc ñöôïc neâu trong baûng ion Trung tính Acid Baz – – – – – – 2– Anion Cl ,l ,Br , HSO4 OH ,HS , CO3 – – – – 3– NO3 , ClO4 ,H2PO4 HCO3 PO4 , 2 – 2– 2– , SO4 HPO4 , S – CN ,CH3COO – + + + + 3+ Cation Na , K , Li , H , Al , [Al(H2O)5(OH)] 2+ 2+ + 2+ 2+ Ca , Mg , NH4 , Zn , Ba 2+ Cu2+ vaø caùc ion KL chuyeån tieáp khaùc
  13. PP CHUAÅN ÑOÄ ACID – BAZ CHUAÅN ÑOÄ ACID MAÏNH BAÈNG BAZ MAÏNH Ví duï: Chuaån ñoä HCl baèng NaOH Moät soá chaát chæ thò thoâng duïng Khoaûng chuyeån Maøu daïng Maøu daïng Teân chæ thò maøu HInd Ind Metyl da cam 3,1 – 4,4 Hoàng cam Vaøng Bromocresol 3,8 – 5,4 Vaøng Xanh luïc Metyl ñoû 4,2 – 6,2 Ñoû Vaøng Bromothymol 6,0 – 7,6 Vaøng Xanh xanh Phenolphtalein 8,2 – 10 khoâng maøu Tím
  14. PP CHUAÅN ÑOÄ ACID – BAZ CHUAÅN ÑOÄ ACID YEÁU BAÈNG BAZ MAÏNH Ví duï: Chuaån ñoä CH3COOH baèng NaOH 1)Phaûn öùng chuaån ñoä HA + NaOH → NaA + H2O (CH3COOH + NaOH → NaCH3COO + H2O) 2) Taïi ñieåm töông ñöông, pH cuûa dd quyeát ñònh bôûi NaA laø moät baz yeáu coù noàng ñoä CNaA neân: pHtñ = 7 + ½ pkHA + ½ lgCNaA = 7 + ½ pkCH3COOH+ ½ lgCNaCH3COO =7 + ½ .4,76+ ½ lgCNaCH3COO (CNaCH3COO = 0,01M pHtñ= 8,38 CNaCH3COO = 0,1M pHtñ = 8,88) CNaA laø noàng ñoä NaA sinh ra, veà maët lyù thuyeát chính laø noàng ñoä acid ban ñaàu/ noàng ñoä baz ñaõ söû duïng, nhöng thöïc teá ñaõ bò giaûm xuoáng do theå tích DD taêng leân
  15. PP CHUAÅN ÑOÄ ACID – BAZ CHUAÅN ÑOÄ BAZ YEÁU BAÈNG ACID MAÏNH Ví duï: Chuaån ñoä NH4OH baèng HCl 1)Phaûn öùng chuaån ñoä A− + HCl → HA + Cl− + − (NH3 + HCl → NH4 + Cl ) 2) Taïi ñieåm töông ñöông, pH cuûa dd quyeát ñònh bôûi HA laø moät acid yeáu neân: pHtñ = ½ pkHA − ½ lgCHA = ½ pkNH4+− ½ lgCNH4+ = ½ .9,24− ½ lgCNH4+ (CNH4+ = 0,01M pHtñ= 5,62 CNH4+ = 0,1M pHtñ = 5,12)
  16. PP CHUAÅN ÑOÄ ACID – BAZ CHUAÅN ÑOÄ ÑA ACID BAÈNG BAZ MAÏNH Ví duï: Chuaån ñoä H3PO4 baèng NaOH Ñieàu kieän ñeå ña acid HnA ñöôïc chuaån ñoä theo töøng naác k i 104 −10 ki 10 ki+1 1)Phaûn öùng chuaån ñoä −2,12 H3PO4 + NaOH → NaH2PO4 + H2O ka1 = 10 −7,21 NaH2PO4 + NaOH → Na2HPO4 + H2O ka2 = 10 −12,38 Na2HPO4 + NaOH → Na3PO4 + H2O ka3 = 10 pH töông ñöông cuûa 2 chöùc ñaàu (tính gaàn ñuùng): pHtñ1 = ½ (pka1 + pka2) = 4,7 pHtñ2 = ½ (pka2 + pka3) = 9,8 (khoâng chuẩn ñoä ñöôïc chöùc thöù 3 do Na2HPO4 quaù yeáu)
  17. Chuaån ñoä DD H PO baèng DD NaOH 0 3 4 10 Ñoïc V 20 Ñoïc 1 NaOH V NaOH 30 2 40 50 2-3 gioït 3-4 gioït Bromocresol Phenolphtalein 5,00 ml luïc dd H3PO4 + Maøu Maøu nöôùc caát Luïc xanh Xanh tím
  18. PP CHUAÅN ÑOÄ ACID – BAZ CHUAÅN ÑOÄ ÑA BAZ BAÈNG ACID MAÏNH Ví duï: Chuaån ñoä Na2CO3 baèng HCl Na2CO3 ñöôïc chuaån ñoä baèng HCl theo 2 naác: pHtñ1 = ½ (pKa1 + pKa2) = 8,33 pHtñ2 ~ 4 (tuøy thuoäc noàng ñoä H2CO3 trong dung dòch): pHtñ2 = ½ pka1− ½ lgCH2CO3 = ½ .6,35 − ½ lgCH2CO3 (CH2CO3 = 0,1M pHtñ2 = 3,68; CH2CO3 = 0,01M pHtñ2 = 4,18) Coù theå xaùc ñònh 2 ñieåm cuoái baèng 2 chæ thò : V tñ1 → Phenol phtalein V tñ2 → Methyl da cam
  19. PP CHUAÅN ÑOÄ ACID – BAZ XAÙC ÑÒNH ÑOÄ KIEÀM CUÛA MAÃU NÖÔÙC NÖÔÙC KIEÀM 2 – OH CO3 – 2– – OH CO3 HCO3 + + 2 – – CO3 HCO3 Duøng acid maïnh (HCl hoaëc H2SO4) chuaån ñoä maãu nöôùc kieàm vôùi 2 chæ thò phenolphthalein (VP) vaø methyl da cam (VM) Töông quan giöõa theå tích VP vaø VM seõ giuùp keát luaän söï hieän dieän cuûa caùc ion kieàm vaø haøm löôïng cuûa chuùng