Đề thi & lời giải môn Hóa Phân tích định lượng

8/20/2019 Đề thi & lời giải môn Hóa Phân tích định lượng

http://slidepdf.com/reader/full/de-thi-loi-giai-mon-hoa-phan-tich-dinh-luong 1/29

Đề thi môn Phân Tích Định Lượng

Lớp Hóa 2006, 15/06/2008, 12:45

Thời gian: 120 phút (không tính 5 phút đọc đề)

1. Chuẩn độ kết tủa xác định ion Cl- bằng phương pháp Fajans. (3 điểm)

Hãy:

- Xác định điều kiện chuẩn độ?

- Vẽ đường cong chuẩn độ khi nồng độ Ag+ là 0.1N và Cl

- là 0.1N?

- Chỉ thị sử dụng là các chất hấp phụ phát quang có tính acid yếu như fluorescence (pK a =8)

hoặc các dẫn xuất của fluorescence như dichlorofluorescence (pK a =4) hay eosin (pK a =2).

Hãy cho biết điều kiện môi trường của phản ứng chuẩn độ? Phản ứng chỉ thị diễn ra thế

nào và cách nhận điểm cuối?

1.0đ Phương pháp Fajans chuẩn độ Ag+ bằng Cl-

sử dụng chỉ thị hấp phụ.

Phương tr ình phản ứng: Ag+ + Cl- AgCl↓Phản ứng phụ: Ag+

+ OH- AgOH↓ đen, phản ứng này xảy ra khi pH môi trường > 11.

Điều kiện chuẩn độ định lượng ε NQ < 0.001

875.1001.0001.0

pD pC DC

T

DC

Ag o

o

AgCl

o

cuoi

Nếu chấp nhận hệ số pha loãng là 2 thì pD = 0.3 pCo < 1.575 Co > 0.0266M

1.0đ Chuẩn độ dung dịch Ag+ là 0.1N và Cl

- là 0.1N nếu chiếu theo các điều kiện bên trên thì

thấy thỏa mãn điều kiện chuẩn độ chính xác đến 99.9%.Các điểm quan trọng:

F = 0.99 pCl = pCo + pD + 2 = 3.3

F = 1.00 pCl = ½ pTAgCl = 4.875

F = 1.01 pAg = pCo + pD + p(F-1) = 3.3 pCl = 9.75 – 3.3 = 6.45.

* Sinh viên nhận xét được ý này sẽ đuợc đủ số điểm mà không cần tính toán khoảng bước nhảy:

“thực tế việc dựng đuờng cong chuẩn độ là để t ìm chỉ thị thích hợp có điểm đổi màu nằm

trong khoảng bước nhảy, phép chuẩn độ này dùng chỉ thị hấp phụ tức là khi dùng dư Ag+

nên luôn mắc sai số thừa, vậy nên không cần thiết phải xây dựng đường cong chuẩn độ”.

1.0đ Sự đổi màu của chỉ thị là do sự hấp phụ của chỉ thị ở dạng ion Fl- lên hạt keo dương

(AgCl)nAg+ khi dư Ag+ (quá điểm tuơng đuơng). Như vậy để có hiện tượng hấp phụ tr ên phải có

đồng thời hai điều kiện: có hạt keo dương (AgCl)nAg+ và chỉ thị phải hiện diện dạng phân ly Fl-

.

Đối với các chỉ thị hùynh quang như fluorescence hay dichlorofluorescence hay eosin là các acid



yếu (HFl), dạng Fl- xuất hiện đáng kể khi pH ≥ pK a và phải kèm theo điều kiện để k hông xảy ra

phản ứng phụ sinh AgOH kết tủa. Như vậy đối với các chỉ thị sau, khoảng pH cần thiết nên là:

Fluorescence (pK a = 8): khoảng pH 8÷11, sử dụng đệm NaHCO3 pH 8.3 là phù hợp nhất.

Dichlorofluorescence (pK a = 4): khoảng pH 4÷11, chuẩn độ trong môi trường trung tính

Eosin (pK a = 2): khoảng pH 2÷11, chuẩn độ trong môi trường tương đối acid

2. Chuẩn độ H3PO4 0.1M bằng NaOH 0.1M. (4 điểm)

Biết acid phosphoric có pK a1 = 2.12; pK a2 = 7.21; pK a3 = 12.36.

- Hãy xây dựng điều kiện chuẩn độ?

H3PO4 là acid 3 nấc

Phương tr ình phản ứng: 0.25đ

Nấc 1: H3PO4 + OH- H2PO4

- + H2O

Nấc 2: H2PO4- + OH- HPO4

2- + H2O

Nấc 3: HPO42-

+ OH- PO4

3- + H2O

Điều kiện chuẩn độ riêng từng nấc:

Điều kiện chuẩn độ nấc 1: 0.5đ

pK a1 + pCo + pD = 2.12 + 1 + 0.3 = 3.42 < 8 < 10

6> pK a2 - pK a1 = 7.21 -2.12= 5.09 > 4

Như vậy không thể chuẩn độ riêng nấc 1 của H3PO4 với độ chính xác >99.9% mà chấp nhận ở

độ chính xác mềm hơn là 99%Tương tự điều kiện chuẩn độ nấc 2: 0.5đ

8< pK a2 + pCo + pD = 7.21 + 1 + 0.5 = 8.71 < 10

6> pK a3 - pK a2 = 12.36 - 7.21= 5.15 > 4


độ chính xác mềm hơn là 99%.

Nấc 3 có pK a3 + pCo + pD = 12.36 + 1 + 0.78 > 10 không thể chuẩn độ chính xác. 0.25đ

- Hãy tính các giá trị εNQ tại F=1.00 và F=2.00? 0.5đTại F = 1.00, pH = ½ (pK a1 + pK a2) = 4.665 chuẩn độ hết nấc 1 tức chuyển toàn bộ H3PO4

thành H2PO4-,

0057.0101010

10

10

10 545.2545.2

665.4

21.7

12.2

665.4

1

2

1

1

42

2

443

F

a

a

F NQ

H

K

K

H

PO H

HPO PO H



Tại F = 2.00, pH = ½ (pK a2 + pK a3) = 9.785 chuẩn độ hết nấc 1 tức chuyển toàn bộ H2PO4-

thành HPO42-

,

0053.01010

10

10

10

10 575.2575.2

785.9

36.12

21.7

785.9

2

3

2

2

2

4

3

442

F

a

a

F NQ

H

K

K

H

HPO

PO PO H

- Hãy vẽ đường cong chuẩn độ (có giải thích cách áp dụng các công thức)? 1.0đ

Các thời điểm quan trọng của chuẩn độ:

F = 0.99; chuẩn hết 99% H3PO4 dung dịch chứa 1% H3PO4 , dung dịch đệm pH = pK a +

2 = 4.21.

F = 1.00; dung dịch chứa NaH2PO4 và pH tính gần đúng theo muối lưỡng tính NaH2PO4:

pH = ½ (pK a1 + pK a2) = 4.665

F = 1.01; dung dịch chứa 99% NaH2PO4 và 1% Na2HPO4 dung dịch đệm pH = pK a2

-2 = 5.21.

F = 1.99; dung dịch chứa % NaH2PO4 và 99% Na2HPO4 dung dịch đệm pH = pK a2

+2 = 9.21.

F = 2.00; dung dịch chứa Na2HPO4 và pH tính gần đúng theo muối lưỡng tính Na2HPO4:

pH = ½ (pK a2 + pK a3) = 9.785

F = 2.01; dung dịch chứa 1% Na2HPO4 và 99% Na3PO4 dung dịch đệm pH = pK a3 -2

= 10.36.

- Tính sai số chỉ thị nếu dùng các chỉ thị có pT 5.1 cho nấc 1 và chỉ thị pT 10.2 cho nấc 2.1.0đ

Khoảng bước nhảy 1: 4.12÷5.21 khá hẹp chọn chỉ thị hỗn hợp pT 5.1 sai số thừa

%78.010010

10%100

10 1,5

21.72%

, 42

pT

a

PO H Ind

K

Khoảng bước nhảy 2: 9.21÷10.36 khá hẹp chọn chỉ thị hỗn hợp pT 10.2 sai số thừa.

%35.010010

10

2

1%100

102

12.10

36.123%

, 42

pT

a

PO H Ind

K

3. (2 điểm) Một công ty về lĩnh vực xi mạ cần kiểm tra hàm lượng Cr(VI) của một dung dịch xi

mạ mới nhập về. Nhà sản xuất dung dịch xi mạ này tuyên bố đã pha 220 g CrO3/L. Sinh viên hãy

vận dụng các hiểu biết đã thu được qua phần thực tập phân tích định lượng để thiết lập quy tr ình

phân tích hàm lượng Cr(VI) trong mẫu này. (Thiết lập điều kiện chuẩn độ, đuờng cong chuẩn độ,

chọn chất chỉ thị, lượng cân mẫu, thể tích định mức, công thức định lượ ng...). Các dụng cụ và hóa





Nếu dùng chỉ thị diphenylamin có Eo = 0.76V thì vẫn nằm trong khoảng bước nhảy, màu chỉ thị

đổi từ không màu sang xanh tím.

2. Phương án 2: Thêm một lượng dư KI vào dung dịch mẫu chứa Cr(VI). Khi thêm lượng dư

dung dịch KI vào dung dịch Cr 2O72- trong môi trường H2SO4 màu cam chuẩn sang màu

vàng nâu (dung dịch A) do có Iod sinh ra theo phản ứng:

o Cr 2O72-

+ 9KIdư + 14H+ 3KI3 + 2Cr

3+ + 6K

+ + 7H2O.

- Khi chuẩn độ KI3 sinh ra với Na2S2O3 có nồng độ biết chính xác, màu vàng nâu nhạt dần

cho tới màu vàng rơm do Iod mất dần theo phuơng tr ình phản ứng:

o KI3- + 2Na2S2O3 KI + 2NaI + Na2S4O6.

- Thêm chỉ thị hồ tinh bột, tiếp tục chuẩn độ cho đến hết màu xanh đen, lúc đó Na2S2O3 vừa

dư, dung dịch chuyển sang màu xanh lam của ion Cr 3+ thì dừng chuẩn độ.

- Trường hợp này không cần tính toán và vẽ đuờng cong chuẩn độ

Thực hành:

- N M C CrO 6.62.2100

2203

do đương lượng của Cr trong phản ứng chuẩn độ là 3.

- Đuơng lượng của Na2S2O3 là 1 hay của Fe2+ là 1

- Nồng độ của Na2S2O3 dùng để chuẩn độ là 0.1N xác định chính xác qua dung dịch chất

gốc K 2Cr 2O7 0.1000N.

- Dung dịch Fe2+ 0.1000N đuợc pha từ chất gốc là muối Mohr có thêm 1 mL H2SO4 đậm

đặc làm môi truờng bảo quản.

- Dung dịch mẫu CrO3 cần đuợc pha loãng để có nồng độ xấp xỉ 0.1N. Cần 100 mL dung

dịch mẫu đã pha loãng, như vậy cần lấy khoảng 2 mL (bằng pipet bầu chính xác cho vào

bình định mức 100 mL, định mức bằng nước cất đến vạch. Dung dịch này có nồng độ

Cr(VI) khoảng 0.13N.

- Trường hợp dùng Na2S2O3 0.1 N làm chất chuẩn

o Hút 10 mL dung dịch mẫu đã pha loãng vào erlen, thêm 2 mL H2SO4 đậm đặc, 5

mL KI 10%, đậy erlen, để yên trong tối 15 phút.

o Chuẩn độ KI3 sinh ra trong erlen bằng dung dịch Na2S2O3 0.1 N, cho đến khi dung

dịch chuyển sang màu vàng nhạt, thêm 10 giot chỉ thị hồ tinh bột, tiếp tục chuẩn độ

cho đến khi mất màu, thể tích tiêu tốn khoảng 13 mL (V Na2S2O3). Lặp lại phép chuẩn

độ ít nhất 3 lần để tăng độ chính xác phép phân tích.

- Trường hợp dùng Fe2+

0.1000 N làm chất chuẩn

o Hút 10 mL dung dịch mẫu đã pha loãng vào erlen, thêm 2 mL H2SO4 đậm đặc và 2

mL H3PO4 đậm đặc vào erlen chứa mẫu. Thêm chỉ thị diphenylamine. Thêm 50 mL

nước để pha loãng mẫu, chuẩn độ cho đến khi xuất hiện màu xanh ánh tím thì dừng,



ghi thể tích dung dịch Fe2+ tiêu tốn. Lặp lại phép chuẩn độ ít nhất 3 lần để tăng độ

chính xác phép phân tích.

Tính toán:3

322322

3 2

100*3*

10)/( CrO

OS NaOS Na

CrO M N V

L g C

Trong đó: 10: thể tích hút mẫu đem chuẩn độ

3: đuơng lượng Cr

100: thể tích bình định mức pha loãng mẫu

2: thể tích mẫu ban đầu đem pha loãng

MCrO3: tr ọng lượng phân tử CrO3.

Công thức tính toán nồng độ CrO3 khi dùng Fe2+

làm chất chụẩn cũng tương tự

3

22

3 2

100*3*

10)/( CrO

Fe FeCrO M

N V L g C




Lớp Hóa 2006A, 15/06/2008, 12:45


1. Hãy xây dựng quy tr ình phân tích cho hỗn hợp H2SO4 (≈20%) và H3PO4 (≈25%). Biết

rằng tỷ trọng của dung dịch mẫu là 1.4 g/mL. H2SO4 có pK a2 = 2.0, H3PO4 có pK a1 = 2.12;

pK a2 = 7.21; pK a3 = 12.36. Các hóa chất và dụng cụ có đủ theo yêu cầu. (3 điểm)

Nồng độ M của mỗi acid trong mẫu: 0.25đ

42857.298

280

98*100

1000*4.1*201000.%.

42

SO H M M

d C C

SO H

M

4357.398

280

98*100

1000*4.1*251000.%.

43

PO H M M

d C C

PO H

M

Phản ứng chuẩn độ: 0.25đ; 0.25đ

H2SO4là acid mạnh nên khi chuẩn độ trong môi trường nước, sẽ chuẩn luôn cả hai nấc theo phương tr ình phản ứng H2SO4 + 2OH

- SO4

2- + 2H2O

H3PO4 là acid 3 chức tương đối yếu nên mạnh nên khi chuẩn độ trong môi trường nước,

các nấc sẽ lần lượt chuẩn như sau

Nấc 1: H3PO4 + OH- H2PO4

- + H2O

Nấc 2: H2PO4- + OH

- HPO4

2- + H2O

Nếu giả sử nồng độ đầu của H3PO4 là 0.1M chuẩn với NaOH 0.1M thì

Điều kiện chuẩn độ nấc 1: 0.25đpK a1 + pCo + pD = 2.12 + 1 + 0.6 = 3.72 < 8 < 10

6> pK a2 - pK a1 = 7.21 -2.12= 5.09 > 4


độ chính xác mềm hơn là 99%

Tương tự điều kiện chuẩn độ nấc 2: 0.25đ

8< pK a2 + pCo + pD = 7.21 + 1 + 0.7 = 8.91 < 10

6> pK a3 - pK a2 = 12.36 - 7.21= 5.15 > 4


độ chính xác mềm hơn là 99%.

Nấc 3 có pK a3 + pCo + pD = 12.36 + 1 + 0.78 > 10 không thể chuẩn độ chính xác. 0.25đ

Do H2SO4 có nấc 1 rất mạnh và nấc 2 có pK a2 =2 tương đối yếu nên khi chuẩn độ hỗn hợp

H2SO4và H3PO4, cả hai nấc H2SO4 và nấc 1 của H3PO4 được chuẩn đồng thời. Nấc 2 của H3PO4

được chuẩn riêng r ẽ tiếp theo. Độ chính xác của phép chuẩn độ mỗi nấc bị lệ thuộc v ào H3PO4 và

chấp nhận là 99%. Xây dựng quy tr ình phân tích và tìm điều kiện chuẩn độ hỗn hợp H2SO4 và



H3PO4 tương tự như chuẩn độ riêng H3PO4. Do nấc 2 của H2SO4 có độ mạnh tương đuơng với

nấc 1 của H3PO4 nên khi xét điều kiện chuẩn độ ở gần điểm tương đuơng có thể xem 2 acid l à

như nhau và lấy theo H3PO4 nhưng có nồng độ Co bằng tổng nồng độ mol của hai acid. Trong

mẫu, tỷ lệ nồng độ mol của hai acid là 2.857M/3.57M; nếu pha loãng sao cho nồng độ H3PO4

0.1M thì nồng độ H2SO4 sẽ là 0.08 M.

Các thời điểm quan trọng của chuẩn độ: 0.25đ; 0.25đ

F = 0.99; chuẩn hết 99% H3PO4 và 99.5% H2SO4 (tức 100% nấc 1 và 99% nấc 2) dung

dịch chứa 1% H3PO4 và 1% NaHSO4, pH = pK a + 2 = 4.21.

F = 1.00; dung dịch chứa muối Na2SO4 và muối NaH2PO4 và pH tính gần đúng theo muối

lưỡng tính NaH2PO4: pH = ½ (pK a1 + pK a2) = 4.665

F = 1.01; dung dịch chứa muối Na2SO4, 99% NaH2PO4 và 1% Na2HPO4 dung dịch đệm

pH = pK a2 -2 = 5.21.

F = 1.99; dung dịch chứa muối Na2SO4 1% NaH2PO4 và 99% Na2HPO4 dung dịch đệm

pH = pK a2 +2 = 9.21.

F = 2.00; dung dịch chứa muối Na2SO4 và muối Na2HPO4 và pH tính gần đúng theo muối

lưỡng tính Na2HPO4: pH = ½ (pK a2 + pK a3) = 9.785

F = 2.01; dung dịch chứa muối Na2SO4, 1% Na2HPO4 và 99% Na3PO4 dung dịch đệm

pH = pK a3 -2 = 10.36.

Chọn chỉ thị: 0.25đ

Khoảng bước nhảy 1: 4.12÷5.21 khá hẹp chọn chỉ thị hỗn hợp pT 5.1 sai số thừa

Khoảng bước nhảy 2: 9.21÷10.36 khá hẹp chọn chỉ thị hỗn hợp pT 10.2 sai số thừa.

Thực nghiệm: 0.25đ; 0.25đ

Pha loãng dung dịch mẫu đến nồng độ H3PO4 khoảng 0.1M, nồng độ H2SO4 khoảng

0.08M. Hệ số pha loãng: 3.57/0.1 = 35.7 lần. Thể tích mẫu cần dùng khoảng 100 mL

hút Vmẫu = 3 mL mẫu pha loãng thành 100 mL (có thể cân 4.2 g mẫu vào bình định mức

100 mL chính xác hơn), định mức đến vạch bằng nước cất.

Dung dịch NaOH 0.15 M, pha từ NaOH rắn, định phân lại bằng dung dịch chất gốc acidoxalic 0.1000N chỉ thị phenolphthalein.

Buret nạp NaOH: cần buret 25 mL

Dùng pipet bầu 10 mL

hút 10.00 mL mẫu vào erlen 250 mL,

o thêm chỉ thị pT 5.1, chuẩn độ đến màu trung gian thì ngưng sẽ tốn khoảng VI =17-

18 mL NaOH 0.15 M.



o Thêm chỉ thị pT 10.2, chuẩn độ đến màu trung gian thì ngưng, sẽ tốn khoảng VII =

24-25 mL NaOH 0.15 M.

Mỗi chỉ thị nên chuẩn lặp tối thiểu 3 lần để tăng độ chính xác phép chuẩn độ.

Tính tóan: 0.25đ

mau

NaOH I II PO H

M V

C V V C

100*

10

*43

mau

NaOH II I SO H

M V

C V V C

100*

10

*242

2. (3 điểm) Na2S2O3 được sử dụng rộng rãi như là một chất khử trong phương pháp iod.

Tuy nhiên do Na2S2O3 không phải là chất gốc nên phải xác định chính xác nồng độ của

dung dịch Na2S2O3 qua dung dịch K 2Cr2O7 có nồng độ chính xác (pha từ chất gốc). Cách

thực hiện như sau: lấy 10 mL dung dịch K 2Cr2O7 0.1000N và erlen và thêm 2 mL H2SO4

đậm đặc, thêm 10 mL KI 10%. Để yên trong 10 phút rồi chuẩn độ I2 sinh ra bằng dung dịch

Na2S2O3 với chỉ thị hồ tinh bột.

Hãy viết tất cả phương tr ình phản ứng diễn ra trong quy tr ình chuẩn độ này kèm theo các

hiện tượng quan sát thấy.

- Cho biết: V E oCr H OCr

33.13272 2/,

; V E oOS OS

09.0232

264 2/

; V E o I I

545.03/3

- Dung dịch KI không màu hoặc có màu vàng r ất nhạt do KI bị oxy hóa một phần trongkhông khí 0.25đ. Dung dịch K 2Cr 2O7 có màu cam. 0.25đ Khi thêm lượng dư dung dịch KI

vào dung dịch K 2Cr 2O7 trong môi trường H2SO4 màu cam chuẩn sang màu vàng nâu

0.25đ (dung dịch A) do có Iod sinh ra theo phản ứng:

o K 2Cr 2O7 + 9KIdư + 3H2SO4 3KI3 + Cr 2(SO4)3 + 3K 2SO4 + 3H2O. 0.25đ

- Khi chuẩn độ dung dịch A với Na2S2O3, màu vàng nâu nhạt dần cho tới màu vàng rơm do

Iod mất dần theo phuơng tr ình phản ứng: 0.25đ

o

KI3

-

+ 2Na2S2O3

KI + 2NaI + Na2S4O6. 0.25đ- Thêm chỉ thị hồ tinh bột, dung dịch có màu xanh đen do ion I3

- bị hấp phụ vào cấu trúc

xoắn của phân tử hồ tinh bột, tổ hợp này có màu xanh đen. 0.25đ

- Chuẩn độ đến hết màu xanh đen, dung dịch chuyển sang màu xanh lam của ion Cr 3+.0.25đ

Hãy giải thích tại sao:

- Không chuẩn độ trực tiếp K 2Cr2O7 bằng Na2S2O3. 0.25đ; 0.25đ

Na2S2O3 là một chất khử tương đối yếu trong đó nguyên tố có tính khử là S có số oxyhóa trung

bình là +2. Ở trạng thái oxyhóa này, S có thể bị khử về 0 hay -2 và cũng có thể bị oxyhóa lên



+2.5 (Na2S4O6) hay +4 hay +6. Các quá trình này diễn ra tùy thuộc rất nhiều vào điều kiện phản

ứng và thường không tỷ lượng. K 2Cr 2O7 là chất oxyhóa tương đối mạnh và sẽ oxyhóa Na2S2O3 về

nhiều số oxyhóa khác nhau. Như vậy phản ứng này không thỏa cho điều kiện của một phản ứng

chuẩn độ. Vì vậy người ta phải “giảm cấp” K 2Cr 2O7 bằng cách biến nó thành một chất có tính

oxyhóa yếu hơn là KI3 để chỉ có thể oxyhóa tỷ lượng Na2S2O3 thành Na2S4O6.

- Không cho chỉ thị hồ tinh bột lúc bắt đầu chuẩn độ mà cho chỉ thị khi gần hết iod trong

dung dịch (màu vàng rơm). 0.25đ; 0.25đ

Khi cho chỉ thị hồ tinh bột vào dung dịch có chứa KI3, ion I3- sẽ chui vào cấu trúc xoắn của phân

tử hồ tinh bột và làm cho cấu trúc này có màu. Màu của tổ hợp này mất đi chỉ khi có một lượng

dư nhất định Na2S2O3 trong dung dịch. Sự mất màu nhanh hay chậm tùy thuộc và luợng dư

Na2S2O3 và mức độ thâm nhập của I3- nông hay sâu trong cấu trúc xoắn của phân tử hồ tinh bột.

Nếu I3- quá nhiều, nó sẽ xâm nhập quá sâu vào hồ tinh bộ và cần phải dùng một luợng khá dư

Na2S2O3 làm mất màu để hệ phản ứng đạt đến điểm cuối sai số thừa khá lớn.

3. Chuẩn độ Ca2+

bằng ETDA, dùng chỉ thị NET (4 điểm)

- Hãy xác định khoảng pH và khoảng nồng độ Ca2+ để phản ứng chuẩn độ trên có độ chính

xác > 99.9%. 1.0đ

Phản ứng chuẩn độ: Ca2+

+ Y4-

CaY2-

Phản ứng phụ: Ca2+

+ iOH- Ca(OH)i phản ứng này không đáng kể trong khoảng pH

<12 nên có thể bỏ qua.

nH+

+ Y4-

HnY

1234

4

234

3

34

2

4)(

11

K K K K

H

K K K

H

K K

H

K

H

H Y

Điều kiện chuẩn độ chính xác đến 99.9%: pK CaY - pCo - pDF=1 – pαY(H) - pαCa(OH)> 6; nếu ảnh

hưởng của OH- là không đáng kể, [Ca] = [Y] pDF=1 = 0.3 pK CaY - pCo - pDF=1 – pαY(H) -

pαCa(OH) = 10.7 – pCo – 0.3 - pαY(H) > 6 pCo + pαY(H) < 4.4.

Sự phụ thuộc của giá trị pαY(H) vào pH ghi trong bảng sau:

pH 6 7 8 9 10 11 12 pαY(H) 4.7 3.3 2.3 1.3 0.46 0.07 0.01

Dễ dàng nhận thấykhi nồng độ Ca2+ 0.1M thì có thể chuẩn độ định lượng trong khỏang pH từ 7-

12. Nồng độ ion Ca2+ giảm đi 10 lần thì biên trái khoảng pH hữu hiệu tăng lên 1 đơn vị.

- Hãy vẽ đường cong chuẩn độ dung dịch Ca2+ 0.05M bằng EDTA 0.05M. 1.0đ

Trong trường hợp này, pCo = 1.3 chuẩn độ định lượng trong khoảng pH tương ứng với pα Y(H)

< 3.1 tức là pH tính gần đúng từ 7-12.



F = 0.99: pCa = pCo + pD + 2 = 1.3 + 0.3 + 2 = 3.6 (giá tr ị này không thay đổi theo pH

môi trường).

F = 1.00: pCa = ½ (pK CaY + pCo + pD - pαY(H) + pαCa(OH)) = ½ (10.7 + 1.3 + 0.3 - pαY(H)) =

6.15 – ½ * pαY(H). Giá tr ị này tùy thuộc vào pH môi trường, trong khoảng pH giới hạn đã

tính từ 7-12 thì pCa dao động trong khoảng 4.5- 6.15.

F = 1.01: pCa = pK Ca - pαY(H) – 2 = 8.7 - pαY(H). Trong khoảng pH đã tính từ 7-12 thì pCa

dao động trong khoảng 5.4- 8.7

pH 7 8 9 10 11 12

pαY(H) 3.3 2.3 1.3 0.46 0.07 0.01

Bướcnhảy 3.6-5.4 3.6-6.4 3.6-7.4 3.6-8.24 3.6-8.63 3.6-8.69

- Hãy cho biết khả năng ứng dụng của chỉ thị NET trong phản ứng chuẩn độ n ày, có chứng

minh bằng tính toán. 1.0đ

Khoảng pH sử dụng tốt nhất của chỉ thị NET là 7-11 do dạng tự do của chỉ thị NET có màu

chàm tương phản với màu đỏ nho của phức CaNET. Tuy nhiên cần phải xét xem điểm cuối của

phép chuẩn độ có nằm trong khoảng bước nhảy của đuờng cong chuẩn độ hay không.

Sự phụ thuộc của pH vào phản ứng phụ giữa chỉ thị NET và H+ như sau:

pH 7 8 9 10 11

pα NET(H) 4.6 3.6 2.6 1.6 0.6

pK’Ca(NET) 0.8 1.8 2.8 3.8 4.8

Đối chiếu với khoảng bước nhảy của đuờng cong chuẩn độ CaY trong khoảng pH 7-11, khi điểm

cuối ở màu trung gian thì chỉ có các giá trị pH môi trường 10-11 thì điểm đổi màu của chỉ thị mới

nằm trong khoảng bước nhảy. Vậy trong điều kiện phản ứng chuẩn độ như trên, chỉ dùng đuợc

chỉ thị NET trong khoảng pH từ 10-11 mà thôi.

- Hãy chứng minh tại sao khó chuẩn độ Ca2+ ở nồng độ thấp? Giải pháp đề ra là thêm

MgY2-

. Hãy nêu cơ sở lý thuyết chứng minh tinh hợp lý của giải pháp này. 1.0đ

Nhận thấy ở nồng độ Ca2+

thấp: pCa tại F = 0.99 sẽ tăng lên làm thu hẹp khoảng bước nhảy của phản ứng chuẩn độ điểm cuối nằm ngoài bước nhảy và mắc phải sai số thiếu. Ví dụ như khi Co

= 0.001M thì pCaF=0.99 = 3 + 0.3 + 2 = 5.3, pCaF=1.01 = pK Ca - pαY(H) – 2 = 8.7 - pαY(H) (=8.24 ở pH

10 và 8.63 ở pH11). Như vậy chỉ thị NET sẽ đổi màu trước điểm tương đuơng do pCa cuối = 4.8.

Ngoài ra chỉ thị màu sẽ khó nhận thấy do phức Ca NET có màu đỏ nho yếu.

Giải pháp cần thiết là dùng MgY thêm vào dung dịch Ca2+ đã có thêm chỉ thị NET, lúc đó xảy ra

phản ứng sau



CaNET (đỏ nho nhạt) + MgY CaY + MgNET (đỏ nho mạnh); tại pH = 10, phản ứng này

có pK’ = 10.24 + 5.4 – 8.24 – 3.8 = 3.6.

Như vậy màu chỉ thị trong dung dịch là MgNET.

Khi chuẩn với EDTA, sẽ có những phản ứng sau đây: Ca2+ + Y’ CaY,

Khi hết Ca2+ thì MgNET (đỏ nho mạnh) + Y’ MgY + NET (xanh chàm).

Như vậy điểm cuối của chuẩn độ là sự chuyển màu của phức MgNET thay vì CaNET,

Tuy nhiên khi thêm MgY vào dung dịch Ca2+ thì phải xét điểm cuối có nằm trong khoảng bước

nhảy của chuẩn độ CaY hay không, tức là phải xét pCa.

Trường hợp chuẩn độ tại pH 10

Màu trung gian: pMg = pK’MgNET = 7.0 – 1.6 = 5.4 MgY

CaY cuoi

C

C p pCa 4.7

Màu rõ r ệt: pMg = pK’ NET + 1 = 6.4. MgY

CaY cuoi

C

C p pCa 4.8

Nhận thấy pCacuối tùy thuộc vào tỷ lệ nồng độ CaY/MgY nếu CaY/MgY = 10/1

4.64.7

MgY

CaY cuoi

C

C p pCa đối với điểm cuối ở màu trung gian và

4.74.7

MgY

CaY cuoi

C

C p pCa đối với điểm cuối ở màu rõ r ệt. Cả hai trường hợp này đều

có pCacuối nằm trong khỏang bước nhảy 5.3÷8.24 ở pH 10

Trường hợp chuẩn độ tại pH 11

Màu trung gian: pMg = pK’MgNET = 7.0 – 0.6 = 6.4 MgY

CaY cuoiC

C p pCa 4.8

Màu rõ r ệt: pMg = pK’ NET + 1 = 6.4. MgY

CaY cuoi

C

C p pCa 4.9

Nhận thấy pCacuối tùy thuộc vào tỷ lệ nồng độ CaY/MgY nếu CaY/MgY = 10/1

4.74.7

MgY

CaY cuoi

C

C p pCa đối với điểm cuối ở màu trung gian và

4.84.7

MgY

CaY

cuoi C

C p pCa đối với điểm cuối ở màu rõ r ệt. Cả hai trường hợp này đều

có pCacuối nằm trong khỏang bước nhảy 5.3÷8.63 ở pH 11

Cho biết: EDTA có pK a1 = 2.0; pK a2 = 2.67; pK a3 = 6.7 và pK 4 = 10.33; pK CaY = 10.7; pK MgY =

8.7; pK CaNET = 5.4; pK MgNET = 7.0; NET có pK a2 = 6.3; pK a3 = 11.6.



Đề thi môn Phân Tích Định Lượ ng

Lớ p Hóa 2006A, 26/06/2008, 6:45

Thờ i gian: 120 phút (không tính 5 phút đọc đề)

Câu 1. 3 điểm

Các xí nghiệ p dệt nhuộm có nhu cầu giám sát chất luợ ng nuớ c lò hơ i qua việc xác định độ

cứng của nướ c lò hơ i. Các thông tin sơ bộ sau: hàm lượ ng tổng ion Ca2+

và Mg2+

của nướ c lò

hơ i trong khoảng 10-3 đến 3.10

-3M, các ion kim loại khác có nồng độ r ất nhỏ so vớ i nồng độ

tổng Ca2+

và Mg2+

, độ cứng tính bằng số mg CaCO3/L nướ c.

Hãy giúp các xí nghiệ p này thiết lậ p quy trình phân tích độ cứng của nướ c lò hơ i bằng

phươ ng pháp chuẩn độ complexon, cụ thể như sau:

- Thiết lậ p quy trình phân tích bao gồm các phần chính sau đây:

+ Điều kiện chuẩn độ, đườ ng cong chuẩn độ, pH đệm, chọn chỉ thị.

+ Thực hành: pha chế các dung dịch EDTA, dung dịch đệm có pH và đệm năng thích

hợ p, chỉ thị, các bướ c thí nghiệm có hướ ng dẫn cụ thể về các dụng cụ đo, thể tích

mẫu, đệm … cần dùng trong mỗi thí nghiệm.

- Thiết lậ p công thức tính toán độ cứng và sai số phép chuẩn độ.

Biế t r ằ ng các hóa chấ t và d ụng cụ đề u có sẵ n trong phòng thí nghiệm, các hằ ng số vật lý của

các hóa chấ t tra theo sổ tay hóa phân tích.

- Theo giả thiế t thì trong nướ c cứ ng chứ a chủ yế u hai ion calcium và magnesium vớ i

nồng độ khá thấ p, vì vậ y khi chuẩ n độ hai ion này bằ ng EDTA thì cần phải l ấ y thể tích

mẫ u khá l ớ n (100 mL), dùng nồng độ thuố c thủ là EDTA có nồng độ cao hơ n để hạn chế

sự pha loãng dung d ịch. 0.25 đ

-

N ướ c lò hơ i vẫ n chứ a các ion có thể gây cản tr ở đế n phép chuẩ n độ (gây cản tr ở đế n

phản ứ ng chỉ thị ) như Cu2+

và Mn2+

cần phải thêm hydroxylamin và cyanide.

- Các hằ ng số bề n pK CaY = 10.7, pK MgY = 8.7 0.25 đ

- Điề u kiện chuẩ n độ định l ượ ng: pK’ > 6: nhận thấ y phứ c MgY kém bề n hơ n CaY nên

chỉ cần chọn pH chuẩ n độ sao cho pK’ MgY >là đủ , t ứ c là pαY(H) < 2.64



- [ ] [ ] [ ] [ ]

1234

4

234

3

34

2

4)(

11

K K K K

H

K K K

H

K K

H

K

H

H Y

++++

++++=α

- pK 1 = 2.00; pK 2 = 2.67; pK 3 = 6.16; pK 4 = 10.26.

- pαY(H) < 2.64 pH > 7.7. Thự c t ế ng ườ i ta thườ ng chọn pH = 10 làm môi tr ườ ng phản

ứ ng chuẩ n độ pαY(H) = 0.46 pK’ CaY = 10.24, pK’ MgY = 8.24. 0.25 đ

- Điề u kiện chuẩ n độ chính xác đế n 99%: pCa’ – pC o – pD = 10.24 - 3 = 7.24 > 4; pMg’

– pC o – pD = 8.24 - 3 = 5.24 > 4. Đây là phép chuẩ n độ ở nồng độ thấ p nên chấ p nhận

độ chính xác 99%.0.25 đ

- Chỉ thị thuờ ng dùng cho chuẩ n độ complexon xác định Ca2+

và Mg 2+

là NET. Tài liệu

tham khảo cho hằ ng số bề n của phứ c giữ a Ca2+

và Mg 2+

vớ i NET pK CaInd = 5.4, pK MgInd

= 7.0.

- T ại pH = 10:[ ] [ ] [ ] [ ] 6.1

6.11

10

3133

3

33

2

3)(

1010

10111

1=+=+≈+++=

−

−++++

K

H

K K K

H

K K

H

K

H

H Ind α

- pK’ CaInd = 3.8, pK’ MgInd = 5.4 phứ c chỉ thị vớ i Mg 2+

bề n hơ n, phứ c MgY 2-

kém bề n

hơ n CaY 2-

khi thêm NET vào hỗ n hợ p Ca2+

và Mg 2+

thì hình thành phứ c MgInd - 0.25

đ

- khi chuẩ n độ hỗ n hợ p này vớ i EDTA thì thứ t ự chuẩ n độ như sau:

- Phản ứ ng chuẩ n độ: 0.25 đ

Ca2+

+ H 2Y 2-

CaY 2-

+ 2H +

Mg 2+

+ H 2Y 2-

MgY 2-

+ 2H +

MgInd - + H 2Y

2- MgY

2- + HInd

-

Đỏ nho xanh chàm

K ế t thúc chuẩ n độ , sự chuyể n màu của chỉ thị là do Mg 2+

quyế t định. 0.25 đ

Đuờ ng cong chuẩ n độ của Ca2+

:0.25 đ

• F = 0.99 pCa = pC o + 2 = 3 + 2 = 5

• F = 1.00 pCa = 0.5(pC o + pD F + pK CaY - pαY(H) ) = 0.5 (3+10.7-0.46) = 6.62

• F = 1.01 pCa = pK CaY - pαY(H) – p(F-1) = 10.7 – 0.46 – 2 = 8.24



Đuờ ng cong chuẩ n độ của Mg 2+

:0.25 đ

• F = 0.99 pMg = pC o + 2 = 3 + 2 = 5

• F = 1.00 pMg = 0.5(pC o + pD F + pK MgY - pαY(H) ) = 0.5 (3+8.7-0.46) = 5.62

• F = 1.01 pMg = pK CaY - pαY(H) – p(F-1) = 8.7 – 0.46 – 2 = 6.24

Chuyể n màu của chỉ thị:

Màu trung gian: pMg cuố i = pK’ MgInd = 5.4 (nằ m trong bướ c nhả y của đ uờ ng cong chuẩ n độ

Mg)

pCacuố i = 7.4 + p([CaY]/[MgY]) pCacuố i phụ thuộc vào t ỷ l ệ ([CaY]/[MgY]) .

-2.4< p([CaY]/[MgY]) <0.84 2.4 >lg([CaY]/[MgY])>-0.84 251 >([CaY]/[MgY])

>0.14 khoảng nồng độ này khá r ộng và thự c t ế nên chuẩ n t ớ i màu trung gian. 0.25 đ

Thự c hành: 0.25 đ

- Đệm pH 10: pha t ừ NH 4Cl và NH 3 , do nồng độ Ca2+

và Mg 2+

trong nướ c cứ ng không

nhiề u và vì vậ y thể tích EDTA 0.01M cần chuẩ n độ không l ớ n nên đệm năng của dung

d ịch đệm không cao. Có thể t ạm dùng dung d ịch đệm có chỉ số đệm bằ ng 1, mỗ i l ần sử

d ụng 10 mL là đ uợ c (phần này có thể tính tóan cụ thể như ng trong phạm vi bài này sẽ

không tính đ iể m, nế u SV tính toán chi tiế t thì có đ iể m thưở ng).

-

EDTA: nồng độ 0.01 M- M ẫ u: thể tích mẫ u mỗ i l ần chuẩ n độ 100 mL

- KCN 10% 1 mL

- NH 2OH.HCl 5%: 1mL

- Chỉ thỉ NET d ạng dung d ịch hoặc pha trong KCl theo hướ ng d ẫ n trong tài liệu: dùng

l ượ ng vừ a đủ để cho màu thích hợ p theo phân tích viên

- Chuẩ n độ đế n khi chỉ thị đổ i màu hồng tím sang màu chàm có ánh tím (màu trung gian).

-

Chuẩ n độ mẫ u tr ắ ng: l ấ y 100 mL nướ c cấ t, thêm các hóa chấ t khác t ươ ng t ự như mẫ uthật. Chuẩ n độ vớ i EDTA, ghi thể tích V blank

Công thứ c tính toán: 0.25 đ

Độ cứ ng t ổ ng ∑ H là số mg CaCO3 chứ a trong 1 L mẫ u đ uợ c tính theo công thứ c:

( )( ) Lmg M

V

C V V H CaCO

mau

EDTAblank EDTA /1000**.

3∑ −

=



( )

22

100

100

22

,

2222

22

,95.0

*96.1**

*

*96.1*

3

3

3

3

⎟

⎟

⎠

⎞

⎜

⎜

⎝

⎛

⎟

⎟

⎠

⎞

⎜

⎜

⎝

⎛ +

⎟

⎟

⎠

⎞

⎜

⎜

⎝

⎛ +

⎟

⎟

⎠

⎞

⎜

⎜

⎝

⎛

−

=

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ ⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ +⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ +

⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜

⎝

⎛

−

+=

∑

∑

∑

CaCO

M

mL

mLcbinhdinhmu

EDTA

C

blank EDTA

f P

CaCO

M

mau

V

EDTA

C

blank EDTA

V V

H

M V C V V n

t H

M V C V V H

CaCO EDTA

CaCOmau EDTAblank EDTA

σ ε ε ε

σ ε ε ε ε

ε

Câu 2. 3 điểm

Để xác định hàm lượ ng acid HCl trong mẫu HCl k ỹ thuật có tỷ tr ọng 1.10005 g.mL-1

, hai

phòng thí nghiệm đã thực hiện như sau:

Phòng thí nghiệm 1:

- Dùng pipet bầu hút 2 mL mẫu định mức 100 mL bằng nướ c cất (dung dịch A).

-

Lấy 10 mL (bằng pipet bầu) dung dịch A chuẩn độ vớ i chất chuẩn là NaOH ≈ 0.1N, chỉ

thị phenolphthalein. Lặ p lại thí nghiệm 4 lần, thể tích NaOH tiêu tốn lần lượ t là: 10.25;

10.30; 10.25 và 10.30 mL..

- Chuẩn hóa dung dịch NaOH ≈ 0.1N: 10 mL (bằng pipet bầu) dung dịch acid oxalic

(0.1000 ± 0.0002)N chuẩn vớ i NaOH ≈ 0.1N trên buret, chỉ thị phenolphthalein. Lặ p lại

4 lần, thể tích NaOH tiêu tốn lần lượ t là: 9.80; 9.80; 9.85; 9.80 mL.

Phòng thí nghiệm 2:

- Cân 5.0000 g mẫu, định mức 250 mL bằng nướ c cất (dung dịch B). Nạ p mẫu lên cột

buret 25 mL.

- Cân 0.3814g Na2B4O7.10H2O (M= 381.372) vào erlen. Thêm 10 mL nướ c để hòa tan r ồi

chuẩn bằng HCl trên buret vớ i chỉ thị pT 5.4. Lặ p lại 4 lần, thể tích HCl tiêu tốn lần lượ t

là 19.10, 19.10; 19.05 và 19.10 mL.

(Sử dụng các hệ số Student và Gauss, các giá tr ị σ của pipet và buret cho trong giáo trình, σcân =

0.0002. Lấy xác suất là 95%.)

Hãy nhận xét về quy trình phân tích của hai phòng thí nghiệm (có chứ ng minh bằ ng số liệu tính

toán và giải thích).

M ột số đặc đ iể m của hai phòng thí nghiệm 0.75 đ



Phòng thí nghiệm A Phòng thí nghiệm B

Lấ y mẫ u

-pipet bầu 2 mL, 10 mL: sai số pipet (hệ

thố ng, ng ẫ u nhiên)

- Định mứ c 100 mL: sai số hệ thố ng bình

định mứ c, sai số ng ẫ u nhiên do nhiề u

nguyên nhân: dãn nở nhiệt, tay nghề phân

tích viên.

Chuẩ n độ:

- Qua NaOH và acid oxalic: lan truyề n sai

số giữ a hai l ần chuẩ n.

- Cân chấ t chuẩ n R và chấ t định phân X: sai

số do cân (mắ c 2 l ần)

- Bình định mứ c 250 mL: sai số hệ thố ng

bình định mứ c, sai số ng ẫ u nhiên do nhiề u

nguyên nhân: dãn nở nhiệt, tay nghề phân

tích viên.

-Chuẩ n độ tr ự c tiế p qua chấ t g ố c

Nhận thấ y: 0.5 đ

- Sai số hệ thố ng của d ụng cụ phải đượ c hiệu chỉ nh tr ướ c, công đ oạn này t ố n nhiề u thờ i gian.

- Sai số do cân thườ ng r ấ t nhỏ so vớ i sai số của bình định mứ c.

- Sai số do dùng d ụng cụ có thể tích nhỏ sẽ l ớ n hơ n so vớ i d ụng cụ l ớ n.

- Quy trình nào càng qua trung gian nhiề u bướ c thì độ đ úng (sai số hệ thố ng) và độ chính xác

(sai số ng ẫ u nhiên) càng l ớ n.

Tính toán nồng độ HCl trong mẫ u t ừ hai phòng thí nghiệm

Phòng thí nghiệm 1: 0.75 đ

10191.08125.9

1

8125.9

1000.0*10*====

NaOH

oxalicacid oxalicacid

NaOH V

N V N

( ) ( )

00048.0

004051.0001358.0002.08125.9

1

48125.9

18.3*025.096.1*

310

012.0

1000.0

0002.0

8125.9

1

222

222

222

=

++=

⎟ ⎠

⎞⎜⎝

⎛ +⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ +⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ =

⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜

⎝

⎛ +

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ +

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ =

NaOH

V

oxalicacid

V

oxalicacid

N

NaOH N

V V N

N NaOH oxalicacid oxalicacid

NaOH

ε ε ε

ε



N V

V

V

N V C

mL pipet

mL BDM

A

NaOH NaOH

HCl 2356.52

100*

10

10191.0*275.10*

2

100 ===

)(039.0

00343.00009.000447.0001358.00047.02356.5

2

96.1*0035.0

100

96.1*046.0

275.10

028868.096.1*

310

012.0

10191.0

00048.02356.5

22222

22222

2

2

2

2

100

100

222

N

V V V V N C

mL pipet

mL pipet

mL BDM

mL BDM

NaOH

V

mau

V

NaOH

N

HCl C NaOH mau NaOH

HCl

=

++++=

⎟ ⎠

⎞⎜⎝

⎛ +⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ +⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ +⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ +⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ =

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛ +⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ +⎟

⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ +⎟

⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ +⎟

⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ =

ε ε ε ε ε

ε

C HCl = (5.236 ± 0.039)N

Phòng thí nghiệm 2: 0.75 đ

)(7636.5510005.1*250*

0875.19*372.3811000*2*3814.0**1000*2* 250 N

md V

V M mC

HCl

HCl mL BDM

Bborax

borax

HCl ===

)(013.0

0000784.0000541.000208.0000514.07636.5

5

96.1*0002.0

250

96.1*069.0

40875.19

18.3*025.0

43814.0

96.1*0002.07636.5

2222

2222

22

250

250

22

N

mV V mC

HCl

cân

mL BDM

mL BDM

mau

V

borax

m

HCl C

mauborax

HCl

=

+++=

⎟ ⎠

⎞⎜⎝

⎛ +⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ +⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ +⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛ =

⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ +⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ +⎟

⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ +⎟

⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ =

ε ε ε ε

ε

C HCl = (5.764 ± 0.013)N

Nhận thấ y phòng thí nghiệm 2 đạt độ chính xác t ố t hơ n phòng thì nghiệm 1 do phòng thí

nghiệm 2 bỏ qua một số giai đ oạn gây sai số . ( đ ã biể u diễ n trong công thứ c và trên phần nhận

xét so sánh). 0.25 đ

Câu 3. 3 điểm

Dung dịch mẫu chứa hỗn hợ p Fe3+

và Al3+

có thể phân tích chọn lọc Fe3+

bằng cách chuẩn độ

vớ i EDTA tại pH = 2. Phân tích tổng Fe3+

và Al3+

bằng EDTA tại pH = 5 bằng cách thêm

lượ ng dư đã biết EDTA vào hỗn hợ p Fe3+

và Al3+

và chuẩn luợ ng dư EDTA bằng dung dịch

chuẩn Zn2+

.



(a) Hãy chứng minh r ằng tại pH = 2 có thể phân tích định luợ ng và chọn lọc Fe3+

trong khi

không thể chuẩn độ định lượ ng Al3+

.

(b) Chuyển 50.00-mL dung dịch mẫu chứa Fe3+

và Al3+

vào erlen 250- mL và chỉnh đệm pH

= 2. Thêm chỉ thị acid salicylic, phức Fe3+ –acid salicylic màu đỏ. Dung dịch này đuợ c

chuẩn hết 24.82 mL EDTA 0.05002 M, (mất màu đỏ của phức Fe3+ – acid salicylic. Một

thí nghiệm khác, lấy 50 mL dung dịch chứa Fe3+

và Al3+

vào erlen 250- mL và chỉnh đệm

pH = 5, thêm 50 mL EDTA 0.05002 M. Đun mẫu sôi nhẹ, thêm chỉ thị xylenol cam r ồi

chuẩn lượ ng dư EDTA bằng Zn2+

0.04109 M đến khi chỉ thị chuyển từ vàng chanh sang

hồng tím tốn hết 17.84 mL. Hãy viết các phươ ng trình phản ứng , giải thích ý ngh ĩ a các

bướ c tiến hành và tính toán nồng độ Fe3+

và Al3+

trong mẫu.

Theo tài liệu tham khảo ta có:

- pK FeY = 25.1; pK AlY = 16.1; pK ZnY = 16.5.

- pK 1 = 2.00; pK 2 = 2.67; pK 3 = 6.16; pK 4 = 10.26.

Tại pH = 2:[ ] [ ] [ ] [ ]

1234

4

234

3

34

2

4)(

11

K K K K

H

K K K

H

K K

H

K

H

H Y

++++

++++=α

= 1013.17

. 0.25 đ

pK’ FeY = 11.93 > 6; pK AlY = 2.93 < 4: như vậ y chỉ có thể chuẩ n độ định l ượ ng Fe tai pH này. H ằ ng

số bề n đ iề u kiện của phứ c AlY quá nhỏ t ứ c là phứ c này r ấ t kém bề n nên không thể chuẩ n độ định luợ ng

Al t ại pH 2. 0.25 đ

M ặc khác do ∆ pK’ = 11.93 – 2.93 = 8 > 6: có thể chuẩ n độ chọn l ọc Fe3+

. 0.25 đ

T ại pH 5:[ ] [ ] [ ] [ ]

1234

4

234

3

34

2

4)(

11

K K K K

H

K K K

H

K K

H

K

H

H Y

++++

++++=α

= 106.45

.

pK’ FeY = 18.65 > 6; pK AlY = 9.65 >6, pK ZnY = 10.05 >6 : như vậ y có thể chuẩ n độ định l ượ ng Fe

và Al tai pH 5 0.25 đ .

Tuy nhiên t ại pH này, Al và Al t ồn t ại ở d ạng phứ c hydroxo nên phản ứ ng vớ i EDTA thườ ng xả y ra

chậm. Thự c t ế không thể chuẩ n độ tr ự c tiế p mà phải chuẩ n độ ng ượ c, t ứ c là thêm một l ượ ng d ư EDTA

vào hỗ n hợ p Al+Fe, đ un nóng cho phản ứ ng xả y ra hoàn toàn và chuẩ n độ l ượ ng d ư EDTA bằ ng Zn2+

,

nhận biế t đ iể m cuố i bằ ng chỉ thị xylenol cam. 0.25 đ

Do hai phứ c AlY và ZnY có độ bề n g ần nhau nên Zn2+

không thể phá hủ y phứ c FeY và AlY. 0.25 đ

Các phươ ng trình phản ứ ng diễ n ra như sau:



Chuẩ n riêng Fe t ại pH 2: 0.25 đ

Phản ứ ng chuẩ n độ: Fe3+

+ H 2Y 2-

FeY + 2H +.

Phản ứ ng chỉ thị: Fe3+

+ H 2Sal FeSal - (tím đỏ ) + 2H

+.

Dư EDTA: FeSal -+ H 2Y

2- + H 2Sal (không màu) + FeY.

Chuẩ n t ổ ng Al

3+

và Fe

3+

:Thêm d ư EDTA, đ un nóng: Fe

3+ + H 2Y

2- FeY + 2H

+.

Al 3+

+ H 2Y 2-

AlY + 2H +.0.25 đ

Chuẩ n EDTA d ư : Zn2+

+ H 2Y 2-

ZnY + 2H +. (thêm chỉ thị XO)

Phản ứ ng chỉ thị: Zn2+

+ H3Ind 3-

(vàng chanh) ZnInd (hồng tím) + 3H +.0.25

đ

Tính tóan:

- N ồng độ Fe

3+

: )(02483.050

05002.0*82.24

M V

C V

C mau

EDTA EDTA

Fe === 0.25 đ

- N ồng độ t ổ ng Al 3+

và Fe3+

:

)(03536.050

05002.0*05002.0

04109.0*84.1750

M V

C C

C V V

C mau

EDTA

EDTA

Zn Zn

EDTA

Fe Al =

⎟ ⎠

⎞⎜⎝

⎛ −

=⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −

∑=+ 0.25 đ

- N ồng độ Al 3+

: 0.03536 – 0.02483 = 0.01053 (M) 0.25 đ



Đề thi môn Phân Tích Định Lượ ng

Lớ p Hóa 2006, 26/06/2008, 6:45

Thờ i gian: 120 phút (không tính 5 phút đọc đề)

Câu 1. (2 điểm)

Acid tartaric, H2C4H4O6 (M = 150.087), là một acid yếu 2 chức có pK a1=3.0 và pK a2 =

4.4. Cần định lượ ng acid này trong một mẫu chứa khoảng 80% acid tartatric bằng dung dịch

NaOH 0.1M xác định điểm cuối bằng một chỉ thị màu. Hãy thiết lậ p quy trình phân tích

hàm lượ ng acid tartaric trong mẫu này. (Thiết lậ p điều kiện chuẩn độ, đuờ ng cong chuẩn độ,

chọn chất chỉ thị, lượ ng cân mẫu, thể tích định mức, công thức định lượ ng...)

- Đây là acid yếu có ∆ pK = 1.4 <4 nên không thể chuẩn độ riêng r ẽ hai nấc –> chuẩn

tổng hai nấc. 0.25 đ

-

Phản ứng chuẩn độ: 0.25 đ

H2C4H4O6 + OH- HC4H4O6

- + H2O

HC4H4O6- + OH

- C4H4O6

2- + H2O

-

Xây dựng đườ ng cong chuẩn độ: chỉ xét nấc 2.

-

Điều kiện chuẩn độ: ε NQ < 0.001: pKa2 + pCo + pD = 4.4 + pCo + pD < 8 pCo +

pD < 3.6. Chấ p nhận hệ số pha loãng =2 tức pD = 0.3 pCo < 3.3. tức Co>5. 10-4 N.

- Thực tế để nâng cao độ chính xác, nên chọn Co ≥ 0.05 M thỏa điều kiện chuẩn độ.

0.25 đ

- Đườ ng cong chuẩn độ: 0.25 đ

o

F = 1.99 pH = pK a2 + 2 = 6.4

o F = 2.00 pH = 14 - 0.5 (pK b + pCo + pDF=2) = 14 - 0.5 (9.6 + 1.3 + 0.3) = 8.4

o

F = 2.01 pH = 14 – (pCo + 2 + pDF=2.01) = 10.4

-

Chọn ch

ất ch

ỉ th

ị: vì là chu

ẩnđộ

tổng hai n

ấc nên có th

ể xem tr

ườ ng h

ợ p này t

ươ ng

tự như chuẩn độ acid yếu đơ n chức vì vậy có thể xét đến việc chọn chỉ thị có pT

thích hợ p có độ chính xác cao nhất có thể, tức là giữa F0.999 và F1.001, tức là 7.4 < pT

< 9.4. Các chỉ thị phù hợ p gồm có: chỉ thị hỗn hợ p pT = 8.3 và phenolphthalein và

một số chỉ thị hỗn hợ p khác có pT 7.5, 8.9 và 9.0 (tham khảo cách pha chỉ thị hỗn

hợ p này trong sổ tay hóa phân tích). 0.25 đ



-

Pha chế:

o

thể tích dung dịch mẫu: cần 100 mL.

o Lượ ng acid: g M V C

m acid tartaricacid tartaric

9380.080

100**

1000

*== . (chọn nồng độ mẫu

xấ p x

ỉ 0.05M). 0.25 đ

o Chuẩn độ: Nạ p NaOH vào buret, chuẩn độ lặ p 10 mL dung dịch acid tartatric

hút từ bình định 100 mL, ghi các thể tích V NaOH tiêu tốn (sau khi đã lấy trung

bình). 0.25 đ

o

Công thức định lượ ng: đuơ ng lượ ng của acid này bằng 2.

% acid tartaric trong mẫu tính như sau:

100**

1000

100*

2

1*% tartaric Acid

tartaric Acid

NaOH NaOH M

V

N V tartaricacid = 0.25 đ

Câu 2. (3.5 điểm)

Chuẩn độ dung dịch NaOH bằng chất chuẩn “gốc” potassium hydrogen phthalate (KHP),

pK a1 = 2.93; pK a2 = 5.41; đuợ c thực hiện bằng cách cân tr ực tiế p một lượ ng xác định KHP

r ắn thay vì hút một thể tích xác định KHP 0.1000N vào erlen. Quy trình này có thể mắc sai

số từ nhiều nguồn gây sai số khác nhau. Hãy phân định (có giải thích) các tr ườ ng hợ p sau

đây, nguồn gây sai số là sai số ngẫu nhiên, sai số hệ thống hay không gây sai số. Nếu có gây

sai số thì dự đoán nồng độ NaOH xác định đuợ c như thế nào so vớ i nồng độ NaOH không

mắc sai số. Phản ứng chuẩn độ như sau

C8H5O4 – + OH

– C8H4O4

2– + H2O

(a) Cân dùng để lấy KHP không đuợ c hiệu chuẩn phù hợ p và khối lượ ng cân luôn

lệch âm 0.15g.

Do cân luôn lệch âm, tứ c là khối lượ ng hóa chất hiển thị trên cân luôn thấp

hơ n khối lượ ng thự c tế là 0.15 g (ví dụ: đọc trên cân là 5g như ng thự c tế là

5.15g) làm cho phân tích viên luôn lấy luợ ng hóa chất nhiều hơ n 0.15 g so vớ i

luợ ng hóa chất muốn lấy. nồng độ KHP luôn cao hơ n nồng độ muốn lấy

thể tích NaOH cần để chuẩn KHP luôn cao hơ n thự c tế nồng độ NaOH

tính ra (tỷ lệ nghịch vớ i thể tích NaOH) luôn thấp hơ n thự c tế sai số hệ

thống, và là sai số âm (thiếu). 0.5 đ



(b)

Chỉ thị sử dụng trong phản ứng chuẩn độ luôn đổi màu giữa pH 3 và 4.

KHP là acid yếu, chuẩn độ bằng NaOH, điểm tươ ng đươ ng nằm ở môi

truờ ng kiềm nhẹ, (pH ≈ 14 - 0.5*(pK b1 + pCo) = 9.05) nếu chỉ thị đổi màu

trong khoảng pH 3-4 thì chắc chắn điểm cuối nằm trướ c điểm tươ ng đuơ ng.

Sai số hệ thống, và là sai số âm. 0.5 đ

(c) Có bọt khí k ẹt trong đầu buret lúc bắt đầu chuẩn độ nhưng mất đi lúc k ết thúc

chuẩn độ.

Bản thân bọt khí chiếm một thể tích nhật định nào đó, bọt khí k ẹt ở đầu

buret như ng bị mất và thay thế bằng dung dịch chất chuẩn thể tích dung

dịch NaOH đọc trên buret lớ n hơ n thể tích NaOH thự c tế dùng để chuẩn

lượ ng KHP trong erlen

nồng độ NaOH tính toán đuợ c sẽ thấp hơ n nồng

độ dung dịch thự c tế sai số hệ thống, âm (thiếu). 0.5 đ

(d) KHP sử dụng trong các lần chuẩn lặ p đuợ c cân riêng trong các erlen khác nhau

và chỉ chỉnh zero lúc cân erlen thứ nhất.

Khối lượ ng của các erlen trong nhữ ng lần lặp đều khác nhau, khối lượ ng

nhữ ng erlen của nhữ ng lần lặp sau có thể lớ n hơ n hay nhỏ hơ n khối lươ ng

erlen đầu tiên nếu chỉ zero trong lần cân đầu tiên thì sai số mắc phải

trong nhữ ng lần cân sau là sai số hệ thống, có thể âm hay dươ ng, và như vậy

sẽ không phân định đuợ c sai số từ ng erlen là âm hay dươ ng. 0.5 đ

(e) Không sấy khô KHP tr ướ c khi dùng.

Do không sấy khô, có một lượ ng nướ c tồn tại trong KHP nên hàm luợ ng

KHP trong mẫu thấp hơ n thự c tế, thể tích dung dịch KHP sử dụng trong

phản ứ ng chuẩn độ sẽ cao hơ n thự c tế tính ra hàm lượ ng NaOH sẽ lớ n

hơ n thự c tế sai số dươ ng. 0.5 đ

(f) Không sấy khô NaOH tr ướ c khi dùng.

Do không sấy khô, có một lượ ng nướ c tồn tại trong NaOH nên hàm luợ ng

NaOH trong mẫu thấp hơ n so vớ i hàm luợ ng NaOH trong mẫu khan như ng

k ết quả của phép chuẩn độ không ảnh hưở ng (không gây sai số) do nồng độ

NaOH tính đuợ c từ phép chuẩn độ chỉ phụ thuộc vào nồng độ chất gốc KHP.

0.5 đ



(g)

Quy trình chuẩn độ yêu cầu pha loãng KHP bằng nướ c đến 25 mL nhưng phân

tích viên lỡ pha loãng đến 35 mL ở 1 trong số mẫu chuẩn lặ p.

Độ pha loãng không làm thay đổi số mol hay số đuơ ng lượ ng của KHP trong

erlen, và không ảnh hưở ng đáng k ể tớ i khoảng bướ c nhảy của đuờ ng cong

chuẩn độ không ảnh hưở ng đến điểm cuối của phản ứ ng chuẩn độ trongtrườ ng hợ p này không có sai số. 0.5 đ

Câu 3. (3.5 điểm)

Hàm lượ ng Fe trong một mẫu thiên thạch đuợ c xác định bằng chuẩn độ oxyhóa khử vớ i

KMnO4. Hòa tan 0.4185-g mẫu trong acid và dùng cột Walden khử định lượ ng Fe3+

về Fe2+

.

Chuẩn độ bằng KMnO4 0.02500 M, vớ i hỗn hợ p bảo vệ Zymmerman, tốn 41.27 mL. Cho

V E V E o

Mn H MnO

o

FeFe51.1,77.0 2

423 /8,/

== ++−++ , [H+] = 2N

Hãy nêu cấu tạo và cách sử dụng cột Walden:

Chứ a Ag kim loại trong môi trườ ng HCl ở một nồng độ phù hợ p có tính tóan

trướ c

thế oxyhóa khử của cột phụ thuộc vào nồng độ HCl. Khi sử dụng, nồng

độ HCl dung dịch mẫu phải bằng vớ i nồng độ HCl trong cột theo như tính toán.

0.5 đ

Viết các phươ ng trình phản ứng. 0.5 đ

Trong ống khử Walden: Fe3+

+ Ag + HCl Fe2+

+ AgCl + H+.

Khi chuẩn độ: KMnO4 + 5Fe2+

+ 8H+ Mn

2+ + K

+ + 5Fe

3+ + 4H2O.

Vẽ đuờ ng cong chuẩn độ.

Điều kiện chuẩn độ:

[ ] V H E E o

Mn H MnO

o

Mn H MnO538.12lg

5

8*0591.051.1lg

5

0591.0 8

/8,

'

/8, 24

24

=+=+= +++−++− 0.25 đ

[ ]

[ ]

3*0591.00591.0

001.0 '''

1

1

⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜

⎝

⎛ +>−=∆⇒<=

=

=

R x

o

Ox

o

R

o

F Ox

F R

NQ

nn

E E E

X

X ε 0.25 đ

∆Eo’

=1.538-0.771 =0.767V>(0.0591/1+0.0591/5)*3 0.25 đ

• F=0.99 V F

F E E

o

X 89.02*0591.0771.01

lg1

0591.0'

99.0 =+=−

+= 0.25 đ

• F=1 V nn

E n E n E

R X

o

R R

o

X X F 41.1

6

538.1*5771.0*1''

1 =+

=+

+== 0.25 đ



•

F>1 ( ) V F n

E E R

o

RF 514.15

2*0591.0538.11

0591.0'

01.1 =−=−−== 0.25 đ

Tính % theo khối lượ ng Fe2O3 trong mẫu thiên thạch.

-

Số đuơ ng lượ ng của KMnO4 tiêu tốn trong phản ứ ng chuẩn độ: 41.27*0.0250*5

= 5.15875 mili đươ ng lượ ng. Đây cũng chính là số mol của Fe có trong 0.4185 g

thiên thạch. 0.5 đ

- % Fe2O3 trong thiên thạch:

%98.4298.4219100*847.55*2

6882.159*

4185.0*1000

847.55*15875.5% 32 ≈==OFe 0.5 đ




Lớp Hóa 2007B, 07/01/2010


1. 4 điểm Cr trong dung dịch xi mạ crom thường đuợc pha từ CrO3. Cần xác định hàm luợng Cr O3

trong một dung dịch xi mạ crom người ta làm như sau.

- Dùng pipet bầu hút 10 mL dung dịch xi mạ crom cho vào bình định mức 250 mL, thêm nướccất đến vạch (dung dịch A). Hút 10 mL dung dịch A (cũng dùng chính cây pipet bầu 10 mL)

vào erlen 250 mL, thêm 1 mL acid sulfuric đặc, 10 mL dung dịch KI 10%, lắc nhẹ, đậy kín

trong tối 30 phút. Chuẩn độ luợng I2 sinh ra trong erlen bằng Na2S2O3 ~0.1N, dùng chỉ thị hồ

tinh bột. Điểm cuối chuẩn độ khi màu dung dịch trong erlen chuyển từ xanh sang không màu

và dung dịch không xanh trở lại sau 30s. Lặp lại thí nghiệm 5 lần thu đượ c các thể tích như

sau: 24.20; 24.25; 24.35; 24.30; 24.5 mL dung dịch Na2S2O3 ~0.1N.

- Nồng độ Na2S2O3 được xác định chính xác bằng dung dịch K 2Cr 2O7 (0.100000± 0.000035)N

(pha từ chất gốc), quy tr ình chuẩn độ tương tự như trên. Lặp lại thí nghiệm 5 lần thu được cácthể tích như sau: 8.90; 8.95; 8.95; 8.90; 8.95 mL dung dịch Na2S2O3 ~0.1N.

Hãy viết các phương tr ình phản ứng trong quy tr ình phân tích này.

Pha vào nước CrO3: H2O + CrO3 HCrO4. (1) 0.25điểm

Thêm KI dư: 2CrO4- + 16H

+ + 9I

- 2Cr

3+ + 3I3

- + 8H2O. (2) 0.25điểm

Chuẩn độ với Na2S2O3: 2S2O32-

+ I3- S4O6

2- + 3I

-. (3) 0.25điểm

Với dung dịch K 2Cr2O7 0.100000 N: Cr2O72-

+ 14H+ + 9I

- 2Cr

3+ + 3I3

- + 7H2O.

(4) 0.25điểm

Nhận thấy rằng chuỗi phản ứng xác định lại nồng độ Na2S2O3 dùng K2Cr2O7 có cùng

bản chất với chuỗi phản ứng xác định nồng độ CrO3 trong dung dịch xi mạ. Ta dễ

dàng thấy rằng I- thực sự không tham gia vào phản ứng mà nó chỉ là chất trung gian

(vì đuợc hoàn trả lại ở phản ứng 3). Đuơng lượng của CrO3 là 3, đuơng lượng của

Na2S2O3 là 1. 0.25điểm

Hãy tính nồng độ đương lượng dung dịch Na2S2O3 và nồng độ (g/L) CrO3 trong dung dịch xi

mạ. Lưu ý: K ết quả phân tích được biểu diễn có k èm theo sai số, với P = 0.95.

Xác định nồng độ chính xác dung dịch Na2S2O3 ~0.1N.

Trung bình thể tích dung dịch Na2S2O3 ~0.1N tiêu tốn cho 10 mL K 2Cr2O7 (0.100000±

0.000035)N: mLV OS Na 93.8322 , 0.25điểm

Độ lệch chuẩn mLS OS NaV 02739.0

322

0.25điểm

Nồng độ đương lượng Na2S2O3 :

)(111982.093.8

10*100000.0

322

722

722322 N

V

V N N

OS Na

OCr K

OCr K OS Na 0.5điểm



Sai số:

)(00047.011982.0*0042.00042.0

5*93.8

776.2*02739.0

5*10

96.1*02.0

100000.0

000035.0

322

322

322

722

722

722

722

322

322

222

222

N

V V N N

OS Na

OS NaOCr K OCr K OS Na

N

OS Na

V

OCr K

V

OCr K

N

OS Na

N

)(00047.011198.0322

N N OS Na

Độ chính xác: 99.58% 0.25điểm

Xác định nồng độ chính xác CrO3 trong dung dịch xi mạ.

Trung bình thể tích dung dịch Na2S2O3 ~0.1N tiêu tốn cho 10 mL dung dịch xi mạ đã

pha loãng mLV OS Na 32.24322 , 0.25điểm

Độ lệch chuẩn mLS OS NaV 115.0

322

0.25điểm

Nồng độ CrO3 trong dung dịch xi mạ: 0.5điểm

)/(93.22610

250*9943.99*

10

32.24*

3

11198.0

**3*3

**3

*3

*)/(

10

250

10

250)(

3

322322

3

3

322322

3

3

333

L g

V

V M M

V

V N

V

V M

V

V N M

N M C L g C

OCr

CrO

OS NaOS Na

CrO

CrO

OS NaOS Na

CrO

CrO

CrOCrO M CrO

Sai số: 0011.00003.0*30006.0*32222

32

OCr OCr M M M 0.25điểm

)/(79.193.226*0079.00079.0

00196.000196.0000011.000587.0004197.0001753.0

96.1*10

01.0

250

96.1*25.0

9943.99

0011.0

5*32.24

776.2*115.0

11198.0

00047.0

5*10

96.1*02.0

3

10250

3

3

322

322

322

322

3

3

3

3

222222

222222

2

10

2

250

2222

L g

V V M V N V C

CrO

CrOOS NaOS NaCrOCrO

C

V V

CrO

M

OS Na

V

OS Na

N

CrO

V

CrO

C

0.25điểm

)/(8.19.2263

L g C CrO Độ chính xác: 99.21%

Cho biết: σ pipet = 0.01 mL, σ binhdinhmuc = 0.25 mL, Cr = 51.9961 ± 0.0006, O = 15.9994 ± 0.0003. Các sốliệu khác có thể tra trong bảng tóm tắt công thức.



2. 3 điểm Pha đệm borate, pH 9 từ muối sodium tetraborate ngậm 10 H2O và acid HCl hoặc NaOH.

Hãy tính khối lượng các loại hóa chất cần thiết để pha được 1L dung dịch đệm borate pH 9 có

đệm năng π = 0.1. Cho biết acid boric có pK a = 9.24. (giả thiết các hóa chất có độ tinh khiết 100%

theo công thức ghi tr ên nhãn), cho tr ọng lượng phân tử của Na: 22.98977; B: 10.811, O: 15.9994,

Cl: 35.4527, H: 1.00794.

- Dung dịch đệm Borate có thành phần như sau: acid boric H3BO3 và baz liên hợp

H2BO3

-

.- Hòa sodium tetraborate Na2B4O7.10 H2O và nuớc:

Na2B4O7 + 5H2O 2H3BO3 + 2 NaH2BO3. Như vậy dung dịch sodium tetraborate có

thành phần H3BO3/NaH2BO3 tỷ lệ 1:1, đây chính là dung dịch đệm có 0.5điểm

24.9lg33

32 BO H

BO NaH pK pH a 0.25điểm

- Dung dịch đệm borate có đệm năng π=0.1 có: 0.5điểm

)(187.0

53393.0

*53393.01010

10*10*303.2**303.2

2924.9

924.9

2

M C

C C H K

H K C

buffer

buffer buffer a

a

buffer

Như vậy để pha 1L đệm có đệm năng π=0.1 cần phải dùng luợng sodium tetrabotare tương

đuơng với 0.187 mol B, tức là phải dùng 0.187/4 = 0.0468 mol Na2B4O7.10 H2O. 0.25điểm

372.38100794.1*209994.15*17811.10*498977.22*22742 10. O H O B Na M M

Khối lượng muối cần lấy: m = 0.0468 * 381.372 = 17.848 g. 0.25điểm

Do dung dịch này có pH = 9.24 tức là [NaH2BO3] = [H3BO3] = 0.187/2 = 0.0935 M 0.25điểm nên

cần phải dùng HCl để chỉnh pH về 9, tức là thay đổi tỷ lệ [NaH2BO3]/[H3BO3] sao cho pH = 9

theo phản ứng NaH2BO3 + HCl H3BO3 + NaCl 0.25điểm

575.010lg24.99lg 24.0

33

32

33

32

33

32

BO H

BO NaH

BO H

BO NaH

BO H

BO NaH pK pH a 0.5điểm

Lại có [NaH2BO3]+[H3BO3] = 0.187 M [NaH2BO3] = 0.068 M; [H3BO3] = 0.119 M. Vậy cần

dùng 0.0935 – 0.0683 = 0.0352 mol HCl. 0.5điểm

Nếu giả thiết nồng độ HCl đậm đặc là 12M thì thể tich HCl cần lấy là V = 0.0252*1000/12 = 2.1

mL



3. 3 điểm Chuẩn độ Ba2+ 0.05M bằng EDTA 0.05 M tại pH = 10.9 và chỉ thị NET. Hãy thiết lập điều

kiện chuẩn độ. Hãy tính sai số của phép chuẩn độ khi lấy điểm cuối ở màu trung gian và màu rõ

r ệt. Hãy cho nhận xét về phép chuẩn độ này. Cho biết pK BaY = 7.8, pK BaNET = 3.0, chỉ thị NET có

pK a2 = 6.3, pK a3 = 11.6, EDTA có pK 1 = 2, pK 2 = 2.67, pK 3 = 6.7 và pK 4 = 10.26.

Phương tr ình chuẩn độ: 0.25điểm

Ba’ + Y’ BaY

Phản ứng chỉ thị tại điểm tương đuơng: 0.25điểmBaInd + Y’ BaY + Ind’

Phản ứng phụ: giữa Y và H+: Y

4- + nH

+ HnY

(4-n)-.

Tại pH = 10.9:

23.110

10

1011

1 09.0

26.10

9.10

1234

4

234

3

34

2

4)(

K K K K

H

K K K

H

K K

H

K

H

H Y

0.25điểm

Giữa Ind và H+: Ind

3- + mH

+ HmY

(4-m)-.

Tại pH = 10.9: 01.610

10

1011

1 78.0

6.11

9.10

123

3

23

2

3)(

K K K

H

K K

H

K

H

H NET

0.25điểm

pK’BaY = 7.8 – 0.09 = 7.7

pK’BaNET = 3.0 – 0.78 = 2.22 0.25điểm

Điều kiện chuẩn độ εNQ < 0.001 pK’BaY – pCo – pDF=1 = 7.7 + lg 0.05 - lg 2 = 6.1 > 6 có

thể chuẩn độ chính xác đến 99.9% (mặc dù khoảng bước nhày hơi hẹp). 0.25điểm

F = 0.99 99% Ba2+ đã chuẩn độ 6.32

100

1 F o F o Ba pD pC pBa DC C 0.25điểm

F = 1.00 100% Ba2+

thành BaY

pBa = 0.5(pCo + pDF + pK BaY - pαY(H)) = 4.65 0.25điểm

F = 1.01 dư 1% Y’ so với Ba pBa = pK BaY - pαY(H) – p(F-1) = 7.7 – 2 = 5.7 0.25điểm

Khoảng bước nhảy: pBa: 3.6 – 5.7

Sai số chỉ thị:

Màu trung gian: pBa = pK’BaNET = 2.22 nằm ngoài bước nhảy, sai số thiếu rất lớn

%24100*

2

105.0

10100*

110 22.2

),(

%

OH L Bao

pBa

Ind DC

cuoi

0.25điểm

Màu rõ rệt: pBa = pK’BaNET +1 = 3.22 nằm ngoài bước nhảy, sai số thiếu

%4.2100*

2

105.0

10100*

110 22.3

),(

%

OH L Bao

pBa

Ind DC

cuoi

0.25điểm

Nhận xét: phép chuẩn độ này luôn mắc sai số thiếu do chỉ thị quá kém bền dẫn đến điểm

cuối luôn luôn sớm hơn điểm tương đương. chỉ thị không phù hợp. 0.25điểm

Documents

Đề thi & lời giải môn Hóa Phân tích định lượng