Nghiên cứu xác định hằng số phân ly axit trong một số thuốc thử hữu cơ

8/20/2019 Nghiên cứu xác định hằng số phân ly axit trong một số thuốc thử hữu cơ

http://slidepdf.com/reader/full/nghien-cuu-xac-dinh-hang-so-phan-ly-axit-trong-mot-so-thuoc 1/62

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2

KHOA HÓA HỌC

=== ===

ĐINH THỊ GIANG

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ

PHÂN LY AXIT TRONG MỘT SỐ

THUỐC THỬ HỮU CƠ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Hóa Phân tích

Ngƣời hƣớ ng dẫn khoa học

ThS. NGUYỄN VĂN ANH

HÀ NỘI - 2015

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COM

WW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

óng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú



LỜ I CẢM ƠN

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tớ i thầy giáo Thạc S ĩ Nguyễn Văn Anh đã

tận tình dìu dắt và hƣớ ng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Hóa Phân Tích cũng

nhƣ trong khoa Hóa –ĐHSPHN2 và gia đình, bạn bè đã nhiệt tình giúp đỡ , tạo điều

kiện thuận lợi cho em để bài khóa luận này đƣợ c hoàn thành.

HàN ội , Ngày tháng 5 năm 2015

Sinh viên thự c hiện

Đinh Thị Giang







MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1

1. Lí do chọn đề tài .................................................................................................. 12. Mục đích nghiên cứu .......................................................................................... 1

3. Nhiệm vụ nghiên cứu ........................................................................................... 2

4. Đối tƣợ ng nghiên cứu .......................................................................................... 2

5. Phƣơng pháp nghiên cứu ..................................................................................... 2

CHƢƠNG 1: TỔ NG QUAN ....................................................................................... 3

1.1. Cân bằng và hoạt độ ......................................................................................... 3

1.1.1. Định luật tác dụng khối lƣợ ng .................................................................... 3

1.1.2. Hoạt độ và hệ số hoạt độ ............................................................................ 3

1.2. Khái niệm về axit – bazơ .................................................................................. 5

1.2.1. Định nghĩa .................................................................................................. 5

1.2.2. Cƣờng độ của axit và bazơ. Hằng số axit K A và hằng số bazơ K B ............ 7

1.2.3. Các axit – bazơ trong các dung môi khác nƣớ c ......................................... 9

1.3. Các phƣơng pháp xác định hằng số phân ly axit ............................................ 12

1.3.1. Phƣơng pháp trắc quang ........................................................................... 12

1.3.2.Phƣơng pháp chuẩn độ điện thế ................................................................ 18

1.4. Xử lí các số liệu thực nghiệm ......................................................................... 23

1.5. Một số nét về bromthymol xanh ..................................................................... 24

1.6. Một vài nét về phenolphtalein. ....................................................................... 25

1.7. Một số nét về thuốc thử Bromcresol xanh ...................................................... 26

CHƢƠNG 2: THỰ C NGHIỆM ................................................................................ 272.1. Dụng cụ - hóa chất .......................................................................................... 27

2.1.1. Các hóa chất sử dụng ................................................................................ 27

2.1.2. Dụng cụ và máy móc ................................................................................ 27

2.2. Pha hóa chất .................................................................................................... 27

2.2.1. Dunng dịch axit oxalic 0.01M .................................................................. 27

2.2.2. Dung dịch NaOH 0.01M .......................................................................... 27







2.2.3. Dung dịch KCl 1M. .................................................................................. 28

2.2.4. Dung dịch bromthymol xanh .................................................................... 28

2.2.5. Dung dịch phenolphtalein ........................................................................ 28

2.2.6. Dung dịch Bromcresol xanh ..................................................................... 29

CHƢƠNG 3: K ẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬ N ............................................................ 30

3.1. Xác định nồng độ chính xác của dung dịch NaOH và dung dịch HCl bằng

phƣơng pháp chuẩn độ axit – bazơ. ....................................................................... 30

3.1.1. Xác định nồng độ chính xác của dung dịch NaOH chuẩn bằng dung dịch

H2C2O4 0,01M. ................................................................................................... 30

3.1.2. Xác định nồng độ chính xác của dung dịch HCl chuẩn bằng dung dịch NaOH. ................................................................................................................. 30

3.2. Xác định hằng số phân ly axit của Bromthymol xanh bằng phƣơng pháp

chuẩn độ điện thế ................................................................................................... 31

3.2.1. Xác định hằng số phân ly axit của Bromthymol xanh ở lực ion I= 0.1 ... 31

3.2.2. Xác định hằng số phân ly axit của Bromthymol xanh ở lực ion I =0,2 ... 34

3.2.3. Xác định hằng số phân ly axit của Bromthymol xanh ở lực ion I=0,4 .... 37

3.3. Xác định hằng số phân ly axit của Bromcresol xanh bằng phƣơng pháp

chuẩn độ điện thế ................................................................................................... 40

3.3.1. Xác định hằng số phân ly axit của Bromcresol xanh ở lực ion I=0,1 ...... 40



3.4. Xác định hằng số phân ly axit của phenolphtalein bằng phƣơng pháp chuẩn

độ điện thế .............................................................................................................. 46

3.4.1. Xác định hằng số phân ly axit của phenolphtalein ở lực ion I=0,1 .......... 46

3.4.2. Xác định hằng số phân ly axit củaphenolphtalein ở lực ion I=0,2 ........... 49

3.4.3. Xác định hằng số phân ly axit của phenolphtalein ở lực ion I=0,4 .......... 51

K ẾT LUẬ N ............................................................................................................... 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 55







DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Giá tr ị pK a của các axit trong axỉt axetic (CH3COOH) và trongaxitfomic (HCOOH). ....................................................................................... 11

Bảng 1.2: Các giá tr ị pK b của các bazơ trong nƣớ c và trong các dung môi

khác nƣớ c ........................................................................................................ 11

Bảng 3.1: K ết quả kiểm tra nồng độ NaOH bằng H2C2O4 0,01M .................. 30

Bàng 3.2: K ết quả kiểm tra nồng độ dung dịch HCl bằng NaOH 9,1638.10-3 M31

Bảng 3.3: K ết quả chuẩn độ điện thế dung dịch bromthymol xanh bằng NaOHở I = 0.1 ......................................................................................................... 32

Bảng 3.4. K ết quả tính pKa của dung dịch Bromthymol xanh ở lực ion I = 0,133

Bảng 3.5. K ết quả xử lý thống kê các giá tr ị pKa ........................................... 33

Bảng3.6: K ết quả chuẩn độ điện thế dung dịch Bromthymol xanh bằng NaOH35

Bảng 3.7: K ết quả tính giá tr ị pKa theo phƣơng pháp điện thế của

Bromthymol xanh bằng NaOH ở I= 0,2 ......................................................... 35

Bảng 3.8: K ết quả xử lý thống kê giá tr ị pKa cua Bromthymol xanh ở I = 0,236

Bảng 3.9: K ết quả chuẩn độ NaOH ................................................................. 37

Bảng 3.10: K ết quả tính giá tr ị pKa theo phƣơng pháp điện thế ở I=0,4........ 37

Bảng 3.11:K ết quả xử lý thống kê giá tr ị pK a của Bromthymol xanh ở I=0,4 38

Bảng 3.12: Sự phụ thuộc của hằng số cân bằng vào lực ion .......................... 39

Bảng 3.13: K ết quả chuẩn độ điện thế dung dịch bromcresol xanh bằng NaOH

ở I = 0,1 ......................................................................................................... 40


Bảng 3.15:K ết quả xử lý thống kê giá tr ị pK a của Bromcresol xanh ở I=0,1 . 41


ở I = 0,2 ......................................................................................................... 42








Bảng 3.18: K ết quả xử lý thống kê giá tr ị pK a của Bromcresol xanh ở I=0,2 43


ở I = 0,4 ......................................................................................................... 44Bảng 3.20: K ết quả tính giá tr ị pKa theo phƣơng pháp điện thế ở I=0,4........ 44

Bảng 3.21: K ết quả xử lý thống kê giá tr ị pK a của Bromcresol xanh ở I=0,4 45

Bảng 3.22: Sự phụ thuộc của hằng số căn bằng vào lực ion .......................... 46

Bảng 3.23: K ết quả chuẩn độ điện thế dung dịch phenolphtalein bằng NaOH47


Bảng 3.25: K ết quả xử lý thống kê giá tr ị pK a của Phenolhtalein ở I=0,1 ..... 48

Bảng 3.26: K ết quả chuẩn độ điện thế dung dịch phenolphtalein bằng NaOH

ở I = 0,2 ......................................................................................................... 49

Bảng 3.27: K ết quả tính giá tr ị pKa theo phƣơng pháp điện thế ở I=0,2 ...... 49

Bảng 3.28: K ết quả xử lý thống kê giá tr ị pK a của Phenolphtalein ở I=0,2 ... 50

Bảng 3.29: K ết quả chuẩn độ điện thế dung dịch phenolphtalein bằng NaOH

ở I = 0,4 ......................................................................................................... 51

Bảng 3.30: K ết quả tính giá tr ị pKa theo phƣơng pháp điện thế ở I=0,4 ...... 51

Bảng 3.31: K ết quả xử lý thống kê giá tr ị pK a của Phenolphtalein ở I=0,4 .. 52

Bảng 3.32. Sự phụ thuộc của hằng số căn bằng vào lực ion ........................... 53







DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 : Xác định hằng số phân ly axit của HIn bằng phƣơng pháp đồ thị. 15Hình 1.2: Xác định hằng số phân ly axit bằng phƣơng pháp Thamer - Voigt.18

Hình 1.3: Xác định hằng số phân ly axỉt của H2L theo phƣơng pháp điện thế

Schwarzenbach. ............................................................................................... 23

Hình 3.1: Sự phụ thuộc của a pK vào I .................................................... 39

Hình 3.2: Sự phụ thuộc của a pK vào I ...................................................... 46

Hình 3.3 : Sự phụ thuộc của a pK vào I .................................................... 53







1

MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài

Axit – bazơ là đặc tính cơ bản của hầu hết các chất trong thiên nhiên. Song,

việc hiểu đầy đủ về bản chất axit – bazơ của các chất là một quá trình tiế p cận lâu

dài. Có nhiều thuyết về axit – bazơ song cho đến nay lý thuyết của Bronsted là đầy

đủ và bao quát hơn cả. Theo thuyết này độ mạnh yếu của axit – bazơ không chỉ phụ

thuộc vào bản chất của axit – bazơ mà còn phụ thuộc vào bản chất dung môi mà các

axit – bazơ hòa tan trong đó. Độ mạnh yếu của axit (hoặc bazơ) trong dung môi xác

định đƣợc đánh giá qua đại lƣợ ng lực axit (hoặc bazơ) hay còn gọi là hằng số phân

ly axit (hoặc bazơ). Trong lĩnh vực nghiên cứu cân bằng ion, việc xác định các tham số cân bằng

nói chung và hằng số cân bằng nhiệt động nói riêng là r ất cần thiết, bở i vì có biết

chính xác các giá tr ị hằng số cân bằng thì mới đánh giá chính xác đƣợ c giá tr ị pH

cũng nhƣ thành phần cân bằng của hệ nghiên cứu. Mặt khác, hiện nay trong các tài

liệu tra cứu vẫn chƣa có sự thống nhất về các giá tr ị hằng số cân bằng.

Trong số các hằng số cân bằng thì hằng số cân bằng axit - bazơ là đại lƣợ ng

quan tr ọng, vì hầu hết các quá trình xảy ra trong dung dịch đều liên quan đến đặc

tính axit - bazơ của các chất. Có nhiều cách xác định đại lƣợng này, nhƣng phƣơng

pháp đƣợ c dùng nhiều hơn cả là phƣơng pháp chuẩn độ điện thế.

Để tập dƣợ t nghiên cứu khoa học và tìm hiểu sâu hơn về cách xác định hằng

số phân ly axit bằng phƣơng pháp chuẩn độ điện thế em đã chọn đề tài “ Nghiên

cứu xác định hằng số phân ly axit trong một số thuốc thử hữu cơ”.

Vì điều kiện không cho phép nên em chọn nghiên cứu xác định hằng số phân

ly axit của một số thuốc thử hữu cơ đó là phenolphtalein, bromthymol xanh,

bromcresol xanh.

2. Mục đích nghiên cứ u

Dựa trên những cơ sở kiến thức về phƣơng pháp chuẩn độ điện thế để xác

định hằng số phân ly axit của một số thuốc thử hữu cơ trong đó thiên về thuốc thử

axit – bazơ.







2

3. Nhiệm vụ nghiên cứ u

- Tìm hiểu lý thuyết axit – bazơ

- Nghiên cứu các phƣơng pháp xác định hằng số phân ly axit bằng phƣơng

pháp chuẩn độ điện thế

- Xác định đƣợ c hằng số phân ly axit của các thuốc thử hữu cơ bằng phƣơng

pháp chuẩn độ điện thế và ở 3 lực ion khác nhau: I=0,1; 0,2; 0,4.

- Xác định hằng số phân ly axit của các thuốc thử hữu cơ Bromthymol xanh,

Bromcresol xanh và Phenolphtalein bằng phƣơng pháp ngoại suy đồ thị ở nhiệt độ

phòng thí nghiệm và ở lực ion bằng không.

4. Đối tƣợ ng nghiên cứ u- Khái niệm axit – bazơ.

- Hằng số phân ly axit của Phenolphtalein.

- Hằng số phân ly axit của Bromthymol xanh.

- Hằng số hân ly axit của Bromcresol xanh.

5. Phƣơng pháp nghiên cứ u

- Phƣơng pháp chuẩn độ điện thế.







3

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Cân bằng và hoạt độ

1.1.1. Đị nh lu ật tác d ụng kh ối lượ ng

Hằng số cân bằng là đại lƣợng đặc trƣng cho trạng thái cân bằng của

quá trình thuận nghịch. Ở các điều kiện xác định đối vớ i mỗi phản ứng thuận nghịch

hằng số cân bằng K là đại lƣợng không đổi. Nó không phụ thuộc vào nồng độ các

chất phản ứng, mà chỉ thay đổi khi nhiệt độ, bản chất các chất phản ứng và dung

môi thay đổi.

Hằng số cân bằng nhiệt động biểu diễn mối liên hệ giữa hoạt độ của các ion

tham gia vào cân bằng. Khi sử dụng định luật tác dụng khối lƣợng, định luật bảotoàn điện tích và các hằng số cân bằng nhiệt động có thể tính toán đƣợ c những cân

bằng trong dung dịch nhƣng để tính toán cần phải biết hệ số hoạt độ của từng ion

riêng biệt ở các lực ion khác nhau. Tất cả những phƣơng pháp để đánh giá chúng

cho đến nay vẫn đƣợc xem nhƣ là một sự gần đúng. Kết quả của nó đƣợ c sử dụng

đối vớ i lực ion thấp nghĩa là đƣợc xem nhƣ một dung dịch lý tƣở ng.

Thực tế, hầu hết các hệ là những hệ thực có sai lệch so vớ i hệ lý tƣở ng, vì thế

khi biểu diễn những tính chất nhiệt động của hệ nhất là khi xác định những điều

kiện diễn biến của quá trình và điều kiện cân bằng của hệ ngƣờ i ta không thể dùng

nồng độ mà nồng độ đƣợ c thay thế bằng hoạt độ.

1.1.2. Ho ạt độ vàh ệ s ố ho ạt độ

1.1.2.1. Định nghĩa, ý nghĩa của hoạt độ và hệ số hoạt độ

Hệ số hoạt độ là đại lƣợ ng cho biết sự sai lệch giữa tr ạng thái lý tƣở ng và

tr ạng thái thực của dung dịch nghiên cứu, đồng thờ i cho phép thực hiện đƣợ c các

phép tính nhiệt động cho hệ thực khi giữ nguyên các phƣơng trình nhiệt động cơ

bản dùng cho hệ lí tƣở ng.

Hoạt độ thƣờng đƣợ c kí hiệu là a và đƣợc đo bằng đơn vị dùng để đo nồng độ.

Hoạt độ liên hệ vớ i nồng độ C bở i hệ thức: a=f.C, trong đó f là hệ số hoạt độ, nó xác

định mức độ ảnh hƣở ng của tƣơng tác giữa các ion vớ i nhau. Trong dung dịch loãng

của chất điện ly yếu, tƣơng tác không đáng kể, hệ số hoạt độ f= 1 và hoạt độ bằng







4

nồng độ (c=a).

Hệ số hoạt độ phản ánh lực tƣơng tác tĩnh điện giữa các ion trong dung dịch.

Vì vậy hệ số hoạt độ không chỉ phụ thuộc vào nồng độ và điện tích của một ion chất

điện ly trong dung dịch mà còn phụ thuộc vào nồng độ và điện tích của mọi ion có

trong dung dịch (bở i vì mọi ion có trong dung dịch đều tham gia vào tƣơng tác tĩnh

điện

Lực ion biểu diễn tƣơng tác của các ion trong dung dịch Ci là nồng độ của các

ion i trong dung dịch, Zi điện tích của các cấu tử, lực ion xác định bằng hệ thức:

2

1

1Z .

2

n

i

i

I Ci

Trong các dung dịch có nồng độ loãng (I≤0,0001) có thể đánh giá hệ số hoạt độ

theo phƣơng trình gần đúng của Debye – Huckel):

2 i il I gf AZ

A là hằng số phụ thuộc bản chất của dung môi và nhiệt độ. Trong dung dịch nƣớ c ở

250C có A= 0,5115, vì vậy có thể viết biểu thức trên ở dạng gần đúng:

2 0,5i i g I l f Z

Ở các lực ion cao hơn phải dùng các công thức kinh nghiệm có đƣa thêm các số

hạng hiệu chỉnh khác nhau. Ví dụ công thức Davies:

2 ( 0 )1

,2i i

I gf A I

I l Z

Trong các trƣờ ng hợ p khác nhau, hoạt độ thƣờng đƣợ c chuẩn hóa nhƣ sau:

- Trong các dung dịch loãng, hoạt độ của các ion và các phần tử đều bằngnồng độ mol của chúng (một cách nghiêm ngặt thì hoạt độ chỉ bằng nồng độ trong

dung dịch vô cùng loãng).

- Trong các dung dịch loãng, hoạt độ của dung môi bằng phân số mol của

dung môi và bằng đơn vị.

- Các chất r ắn hoặc lỏng nguyên chất nằm cân bằng vớ i dung dịch đều có hoạt

độ bằng đơn vị.







5

- Các chất khí nằm cân bằng vớ i dung dịch đều có hoạt độ (hoạt áp) bằng áp

suất riêng phẩn của mỗi khí.

- Hoạt độ của mỗi cấu tử trong hỗn hợ p chất lỏng gần bằng phân số mol của

từng cấu tử.

- Chấ p nhận hệ số hoạt độ của các phân tử trung hòa điện bằng 1.

1.1.2.2. H ệ số hoạt độ của các ion riêng biệt

Mỗi ion đều có hệ số hoạt độ của từng ion riêng biệt nhƣng khái niệm hệ số

hoạt độ của từng ion riêng biệt thƣờng đƣợc coi là “không có ý nghĩa vật lý”, cho

nên chúng ta thƣờ ng dùng khái niệm hệ số hoạt độ trung bình.

Mặc dù vậy, khi giải quyết các bài toán có liên quan tớ i nghiên cứu cân bằngtrong dung dịch, nhiều bài toán của hóa học phân tích, sinh học,… đòi hỏi phải biết

giá tr ị của các hệ số hoạt độ của từng ion riêng biệt chứ không phải đại lƣợ ng trung

bình.

1.2. Khái niệm về axit – bazơ

1.2 .1. Đị nh nghĩa

Có nhiều định nghĩa về axit – bazơ. Trƣớc đây định nghĩa của Arrhenius

đƣợ c sử dụng r ộng rãi hơn cả. Theo định nghĩa đó axit là chất khi hòa tan vào nƣớ c

phân ly thành ion hidro (H+) và anion hay gốc axit. Còn bazơ thì phân ly thành ion

hydroxyl (OH-) và cation.

Ví dụ: Axit : HNO3 H+ + NO3-

HCl H+ + Cl-

Bazơ : NaOH Na+ + OH-

NH4OH NH

4

+ + OH-

Nhƣng định nghĩa này không tổng quát vì chỉ áp dụng cho một số loại chất và

khi dung môi là nƣớ c.

Năm 1923, nhà hóa học Đan Mạch Bronsted đã đề nghị một định nghĩa tổng

quát hơn nhƣ sau:

Axit là chất có khả năng cho proton (H+) và bazơ là chất có khả năng nhận

proton (H+).







6

Ví dụ: Axit: HCl + OH- Cl- + H2O

Bazơ: NaOH + H+ Na+ + H2O

Mỗi axit khi cho một proton thì tr ở thành bazơ liên hợ p với axit đó. Axit và

bazơ đó đƣợ c gọi là cặ p axit – bazơ liên hợ p.

Ví dụ: ion Cl- gọi là bazơ liên hợ p của axit HCl.

Mỗi cặ p axit – bazơ liên hợ p có thể đƣợ c biểu diễn bằng hệ thức sau:

Axit Bazơ + H+

Ví dụ: HF F- + H+

H2S HS- + H+

HS- S2- + H+

Proton không có khả năng tồn tại ở tr ạng thái tự do, vì vậy một số chất chỉ thể

hiện rõ tính axit hay tính bazơ trong môi trƣờ ng có khả năng cho hay nhận proton

Khi hòa tan một axit hay bazơ vào nƣớ c thì sẽ có các phản ứng:

Axit + H2O Bazơ + H3O

Bazơ + H2O Axit + OH-

Ví dụ:

CH3COOH + H2O CH3COO- + H3O+

NH4+ + H2O NH3 + H3O

+

HS- + H2O S2- + H3O+

HS- + H2O H2S + OH-

CH3COO- + H2O CH3COOH + OH-

NH3 + H2O NH4+ + OH-

Theo quan niệm cổ điển thì NH4+ không phải là axit và HS- không phải là

bazơ mà là cation và anion của những muối thủy phân. Nhƣng theo định nghĩa

Bronsted thì NH4+ là axit và HS- là bazơ và phản ứng chính là phản ứng của axit

NH4+ hay bazơ HS- vớ i H2O.

Tùy theo bản chất của dung môi, một chất có thể thể hiện tính axit hoặc thể







7

hiện tính bazơ.

Lý thuyết Bronsted ra đờ i là bổ sung quan tr ọng cho lý thuyết Arrhenius. Lý

thuyết này định nghĩa axit là chất cho H+, bazơ là chất nhận H+. Lý thuyết này mở

r ộng r ất nhiều các axit và bazơ. Lý thuyết này đƣợ c dùng nhiều nhất trong thực tiễn.

Đến năm 1923 lý thuyết về axit- bazơ tổng quát hơn lý thuyết Bronsted cũng ra

đờ i do Gilbert Newton Lewis đề xuất. Ông định nghĩa axit là chất nhận cặ p e, và

bazơ là chất cho cặ p e. Do đó, một axit Lewis phải có ít nhất một obitan hóa tr ị

tr ống để nhận cặ p electron, còn một bazơ Lewis phải có ít nhất một ñôi electron

chƣa liên kết . Từ đây ta thấy định nghĩa axit – bazơ của Lewis bao hàm định nghĩa

của BronstedVí dụ 1:

Phản ứng giữa Trifluorua bor và amoniac:

BF3 + NH3 → F3B-NH3BF3

là phân tử thiếu electron, xung quanh nguyên tử Bo chỉ mớ i có 6 electron, khi phản

ứng vớ i NH3, nguyên tử Bo sẽ đạt đƣợc cơ cấu 8 electron. BF3 là một chất có ái lực

mạnh vớ i các chất cho electron và do ñó là một axit Lewis mạnh.Thuyết axit-bazơ

của Lewis cũng giải thích thành công quá trình hydrat hóa của ion kim loại.

Ví dụ 2:

Al3+ + 6H2O → Al(H2O)6 + Al3

+

là chất nhận electron từ nguyên tử oxi của nƣớc là axit và nƣớc là bazơ. Rộng ra

hơn nữa phản ứng giữa một oxit axit và nƣớ c, theo thuyết Lewis cũng là một phản

ứng axit – bazơ, trong đó oxit axit là chất nhận một đôi electron nên là axit, nƣớ c là

chất cho một đôi electron nên là bazơ.

Qua các ví dụ trên ta thấy định nghĩa axit – bazơ của Lewis là tổng quát hơn

định nghĩa của Arrhenius và Bronsted

1.2.2. Cường độ c ủa axit và bazơ. Hằng s ố axit K A vàh ằng s ố bazơ K B

1.2.2.1. H ằ ng số axit K A

Nƣớ c là dung môi có thể cho hoặc nhận proton. Một axit khi hòa tan vào nƣớ c

sẽ nhƣờ ng proton cho nƣớ c theo phản ứng:







8

A + H2O B + H3O+ (1.1)

A là axit – B là bazơ liên hợ p vớ i A. Công thức H3O+ chỉ proton đã bị hidrat

hóa và đƣợ c gọi là hidroni hoặc oxoni.

Axit càng mạnh tức là nhƣờng proton cho nƣớ c càng nhiều, cân bằng(1.1)

chuyển dịch sang bên phải càng nhiều tức là hằng số cân bằng bằng:

3

2

[ ] [ ]

[ ] [ ]

B H O K

A H O

của cân bằng càng lớ n. Nồng độ H2O xấ p xỉ bằng1000

55,5( )18

M tƣơng

đối lớ n so vớ i nồng độ cân bằng của các ion và phân tử khác trong dung dịch nên có

thể coi nhƣ không đổi và ta có thể viết:

32

[ ] [ ][H ]

[ ]

B H O K O

A

(1.2)

K A đƣợ c gọi là hằng số axit và biểu thị cƣờng độ của axit. Vì K A càng lớ n,axit

càng mạnh

Để thuận tiện cho việc tính toán, ngƣời ta còn thƣờ ng dùng pK A = -lgK A thaycho K A.

Ví dụ : Axit axetic có pK a=4,75, mạnh hơn axit xianhidric HCN có pKa =

9,40. Các axit mạnh phân li hoàn toàn trong nƣớ c(HCl, HNO3,.) thì K a=+∞

1.2.2.2. H ằ ng số bazơ K B

Một bazơ khi đƣợc hòa tan trong nƣớ c sẽ nhận proton của nƣớ c theo phản

ứng:

B + H2O A + OH- (1.3)

Bazơ càng mạnh, tức là nhận proton của nƣớ c càng nhiều hay càng dễ nhận

proton.Cân bằng (1.3) dịch chuyển về bên phải càng nhiều, tức là:

2

[A] [OH ]

[B] [ ] K

H O

của nó càng lớ n. Trong các dung dịch, nồng độ loãng, [H2O] đƣợc coi là không đổi,







9

nên ta có thể viết:

2

[A] [OH ][ ]

[B] b K H O K

(1.4)

K b đƣợ c gọi là hằng số bazơ, biểu thị cƣờng độ của bazơ, vì K B càng lớ n thì

bazơ càng mạnh. Ngƣời ta thƣờ ng dùng pK b=-lgK b thay cho K b.

Có những axit mà phân tử chứa hai hoặc nhiều hơn hai proton có thể tách ra trong

nƣớ c. Những axit đó gọi là các đa axit. Trong nƣớ c phân tử của các đa axit phân ly

lần lƣợ t theo từng nấc, ứng vớ i mỗi nấc có một hằng số axit.

1.2.3. Các axit – bazơ trong các dung môi khác nướ c

Tính chất axit – bazơ của các chất phụ thuộc vào tính chất của dung môi trongđó chúng đƣợ c hoà tan. Dựa vào khả năng trao đổi proton, có thể chia các dung môi

thành ba loại chính nhƣ sau:

a. Các dung môi có khả năng proton phân.

Ví dụ : nƣớ c , amoniac, axit axetic

2H2O H3O+ + OH-

Các dung môi thuộc loại này chia thành ba phân nhóm:

- Các dung môi có khả năng cho và nhận proton nhƣ nƣớc, rƣợ u,...

- Những dung môi ái proton là các dung môi thể hiện chủ yếu tính bazơ nhƣ

amoniac lỏng, đimetylflomamit...

- Những dung môi thể hiện chủ yếu tính axit nhƣ axit axetic, axit fomic...

b. Các dung môi không có khả năng proton phân nhƣng có thể hiện proton

nhƣ piridin, axeton. Phân tử của những dung môi loại này chứa nguyên tử nitơ(N),

hoặc oxi (O) còn có cặ p electron tự do dễ nhận proton nên thể hiện tính bazơ. c. Các dung môi trơ: là các dung môi không có khả năng cho hoặc nhận

proton, không có khả năng tham gia phản úng trao đổi proton.

Ví dụ: bezen, clorofom.

Cân bằng axit – bazơ xảy ra do sự phân ly các phân tử axit – bazơ thành các

ion. Do đó khả năng ion hóa của các dung môi có vai trò quan trong đối vớ i các cân

bằng axit – bazơ . Khả năng ion hóa của một dung môi đặc trƣng bằng hằng số điện







10

môi của nó.

Bronsted đã phân loại các dung môi dựa vào ba tính chất của chúng là khả

năng ion hóa, khả năng cho proton (tính axit) và khả năng nhận proton (tính bazơ ).

Tính axit – bazơ của các chất phụ thuộc vào tính chất của các dung môi dùng

để hòa tan chúng.

Thậm chí có những chất là axit trong dung môi này nhung lại là bazơ tr ong

dung môi khác.

Để đặc trƣng cho cƣờng độ của các axit và bazơ trong các dung môi khác

nƣớc, ngƣời ta dùng đại lƣợ ng hằng số axit - hằng số bazơ.

Ví dụ: Đối vớ i axit HA trong dung môi S:

HA + S SH+ + A-( )( )

( )a

SH A K

HA

Đối với bazơ trong dung môi S:

B + S BH+ + SH(B )(SH )

(B)b

H K

Đối vớ i một cặ p axit - bazơ liên hợ p trong dung môi tự proton phân tích số

của hằng số axit và hằng số bazơ bằng tích số ion của dung môi.

K a . K b = K s

Hay: pK a + pK b = pK s Trong đó: K s là tích số ion của dung môi.

Cũng nhƣ trong nƣớc, trong các dung môi khác nƣớ c, một axit hoặc một bazơ

càng mạnh có K a hoặc K b càng lớ n.

Dung môi axit là những dung môi có khả năng cho proton của mình. Vì vậy

trong các dung môi đó số chất thể hiện tính axit giảm, số chất thể hiện tính bazơtăng lên.

Ví dụ: Trong axit axetic nguyên chất thì các axit cacboxylic không thể hiện

tính axit - các axit mạnh trong nƣớ c lại tr ở thành các axit yếu trong dung môi này

(có pK a từ 3 -1) . Nguyên nhân có sự giảm về cƣờng độ axit đó là do tính bazơ yếu

và khả năng ion hoá thấ p của CH3COOH ( = 6,13).

Khả năng ion hoá của dung môi ảnh hƣở ng lớn đến tính axit của các chất.







11

Ví dụ: Axit fomic tuy có tính axit mạnh hơn axit axetic nhƣng lại ít làm giảm

cƣờng độ của các axit vô cơ hơn axit axetic. Vì axit fomic có khả năng ion hoá chất

tan cao hơn ( = 57).

B ảng 1.1: Giá tr ị pK a c ủa các axit trong ax ỉ t axetic (CH 3 COOH ) vàtrong

axitfomic (HCOOH).

Axit pK atrong HCOOH pK a trong CH3OOH

Pecloric 0,28 5,80

Clohiđric 0,98 8,85

Sunfuric 0,85 8,20

Bromhidric _ 6,47itric _ 9,38

Những chất khi ở trong nƣớ c thể hiện tính bazơ yếu hay không thể hiện tính

bazơ, có thể tr ở thành bazơ mạnh hay yếu trong các dung môi axit. Trong các dung

môi có tính axit cao và có khả năng ion hoá cao thì tính bazơ của các chất tan trong

đó tăng mạnh.

B ảng 1.2: Các giá tr ị pK b c ủa các bazơ trong nướ c vàtrong các dung môi khác

nướ c

Bazơ pK b

Trong

H2O

Trong

HCOOH

Trong

CH3COOH

Trong

C2H5COOH

Pridin 8,35 0,27 4,45 9,68

Đietylamin 3,02 0,58 4,5 9,54

α- picolin 7,52 - 4,32 9,51

Piperiđin 2,80 - 4,4 9,50

Ure 13,82 1,10 6,9 10,87

Ảnh hƣở ng của các dung môi có tính bazơ thì ngƣợ c lại. Vì những dung môi

này có khả năng nhận proton nên trong môi trƣờ ng của những dung môi đó số chất

thể hiện tính axit tăng lên, còn số chất thể hiện tính bazơ giảm đi.

Trong các dung môi có tính bazơ, cƣờng độ của các axit yếu tăng lên, nhiều







12

axit yếu tr ở thành axit mạnh. Giá tr ị pKa của đa số các axit trong amoniac lỏng biến

thiên trong giớ i hạn từ 2,5 - 4,4. Đồng thời vói tính bazơ thì khả năng ion hoá cũng

ảnh hƣở ng tới cƣờng độ axit và bazơ.

Ví dụ: Hidrazin có hằng số điện môi ( = 52) tƣơng đối cao nên các axit trong

nƣớ c có pKa từ 3 - 9 thực tế phân ly hoàn toàn trong hidrazin. Còn piriđin có hằng

số điện môi bé hơn ( = 12,5), nên các axit mạnh hơn trong nƣớ c tr ở thành yếu hơn

trong piriđin (có pKa từ 3 - 5).

Trong số các dung môi lƣỡng tính thì rƣợu, đặc biệt là rƣợ u metylic, etylic và

propylic đƣợ c nghiên cứu nhiều nhất. So với nƣớc thì rƣợ u làm giảm cƣờng độ axit.

Ví dụ: Trong rƣợ u Metylic thì pKa của các axit cacboxylic giảm từ 4,5 - 5,5 đơn vị;của các phenol giảm đi 3 - 4 đơn vị; còn các axit vô cơ giảm 2 đơn vị. Trong rƣợ u

etylic thì cƣờng độ của các axit còn giảm nhiều hơn.

Nguyên nhân của sự giảm cƣờng độ axit - bazơ đó là khả năng ion hoá của

các dung môi giảm đi.

Tóm lại cƣờng độ axit - bazơ của các chất không những phụ thuộc vào bản

chất của các chất mà còn phụ thuộc vào bản chất của dung môi. Do vậy việc xác

định hằng số axit và bazơ của các chất trong các dung môi cụ thể là điều cần thiết.

Nó cho phép ta giải thích đƣợ c nhiều hiện tƣợ ng xảy ra trong dung dịch.

1.3. Các phƣơng pháp xác định hằng số phân ly axit

Có r ất nhiều phƣơng pháp xác định hằng số phân ly axit của các axit hữu cơ

ở đây tôi chỉ đƣa ra các phƣơng pháp thông dụng nhất. Các phƣơng pháp đều xuất

phát từ việc đánh giá hằng số cân bằng nồng độ K c , sau đó ngoại suy về lực ion

bằng 0 để đánh giá hằng số cân bằng nhiệt động. Một số phƣơng pháp khác

(phƣơng pháp Cama) đánh giá tậ p hợ p các hằng số cân bằng, điều kiện của các đơn

axit, đơn bazơ rồi tính riêng lẻ các tham số cân bằng.

1.3.1. Phương pháp trắc quang

Điều kiện chung để xác định hằng số phân ly axit của thuốc thử hữu cơ bằng

phƣơng pháp trắc quang là màu của dạng axit và màu của dạng bazơ phải khác

nhau, tức là:







13

max max

axit bazo

Các phƣơng pháp xác định hằng số phân ly axit của thuốc thử hữu cơ đều dựa

trên cơ sở giải đồng thờ i những phƣơng trình tuân theo định luật hấ p thụ ánh sángvà định luật tác dụng khối lƣợ ng.

Nếu thuốc thử hữu cơ là đơn axit phân ly theo phƣơng trình:

HIn H+ + In- [H ].[In ]

[HIn] K

(1.5)

Mặt khác, áp dụng định luật hấ p thụ ánh sáng cho dung dịch thuốc thử hữu

cơ một phần ở dạng phân ly và một phần ở dạng không phân ly,ta có:

A = AHIn + AIn- = εHIn . 1. [HIn] + εIn.1. [In- ]

A = εHIn. l . (C-x)+ εIn- l.x

Trong đó: C là nồng độ chung của thuốc thử.

εHIn và εIn- : hệ số hấ p thụ phân tử dạng axit và dạng bazơ của thuốc thử hữu cơ.

x và (C-x) : phần nồng độ phân tử của thuốc thử tƣơng ứng vớ i hai dạng phân ly và

không phân ly.

A: giá tr ị mật độ quang của dung dịch.

1: bề dày dung dịch

Phần lớn các phƣơng pháp đƣợ c sử dụng chỉ cho phép tính đƣợ c hằng số phân

ly biểu kiến của thuốc thử hữu cơ. Vì hằng số phân ly phụ thuộc vào lực ion của

dung dịch, chỉ khi pha loãng vô hạn nó mớ i tr ở thành hằng số phân ly thực. Để xác

định giá tr ị thực của hằng số phân ly, hoặc là phải xác định hệ số hoạt độ của những

hợ p phần trong cân bằng proton hoặc là sau khi thu đƣợ c một dãy các giá tr ị hằng

số phân ly biểu kiến ở những lực ion khác nhau r ồi sử dụng phƣơng pháp ngoại suyđồ thị để suy ra hằng số phân ly ở lực ion bằng không.

Sau đây tôi xin mô tả một số phƣơng pháp:

1.3.1.1. Phương pháp đại số

Với các quy ƣớ c trên chúng ta có:

HIn H+ + In-







14

[H ].[In ] [H ].[In ]

[HIn] C-[In ] K

Suy ra:.

[ ] K C

In K h

vớ i [H+] = h

Mà ] = C - [In-]. h.

[H ] C

In K h

Thay [ In-] và [HIn] vào phƣơng trình định luật hấ p thụ ánh sáng ta có :

. . . . . . HIn In

h K A l C l C

K h K h

(K + h ).A = εHIn .l.C.h + εIn- . l. C.K

(K + h).A= h. AHIn + K.AIn-

K.( A – AIn-) = h.( AHIn – A)

. HIn

In

A A K h

A A

(1.6)

1.3.12. Phương pháp đồ thị

Chuẩn bị một loạt dung dịch thuốc thử hữu cơ có nồng độ nhƣ nhau nhƣng có

pH khác nhau. Đo mật độ quang của các dung dịch. Xây dựng đồ thị phụ thuộc giá

tr ị mật độ quang vào pH của dung dịch thuốc thử hữu cơ để xác định K ở điểm giữa

của đƣờ ng cong có 50% ở dạng phân ly và 50% ở dạng không phân ly, nghĩ a là khi

đó:

[In- ] = [HIn ] và K HIn = [H+]

Hay pKa = pH

A

Ax=50%AHA

AA-







15

pK

Hình 1.1 : Xác định hằ ng số phân ly axit của HIn bằng phương pháp đồ thị.

1.3.1.3. Phương pháp Cama

Đây là phƣơng pháp vạn năng, khác với các phƣơng pháp khác, có thể sử dụng

phƣơng pháp này cả trong trƣờ ng hợ p mà thực tế không có khả năng thu đƣợ c dữ

kiện chính xác về sự hấ p thụ của cả dạng axit và dạng bazơ của thuốc thử hữu cơ vì phổ hấ p thụ của chúng trùng lên nhau.

Theo phƣơng pháp này cần điều chế một số dung dịch có nồng độ thuốc thử

không đổi ở những giá tr ị pH khác nhau. Đo mật độ quang của các dung dịch ấy ở

bƣớc sóng đã lựa chọn.

Nếu thuốc thử phân ly nhƣ một đơn axit:

HIn H+ + In-

Thì hằng số phân ly đƣợc xác định theo công thức:

[H ].[In ].

[HIn]

x K h

C x

(1.7)

Trong đó:

h: nồng độ cân bằng của H+

x: nồng độ cân bằng của In-

(C – x): nộng độ cân bằng của HInTheo định luật hấ p thụ ánh sáng ta có:

. .( ) . . HIn HIn In In A A A l C x l x (1.8)

Trong đó: HIn và In- là hệ số hấ p thụ phân tử của dạng axit và dạng bazơ của

thuốc thử hữu cơ.

1: Là bề dày của dung dịch.

pH







16

Từ (1.7) ta có:.C K

x K h

(1.9)

Thay (1.9) vào (1.8) ta đƣợ c:

.C .C. .(C ) . .C. HIn In

K K A l l

K h K h

(K h).A . . . . . . HIn Inl C h l C K

. . .l. h. . . . HIn In A K K C l C A h (1.10)

Ta thấy phƣơng trình (1.10) có ba ẩn số là K, HIn và In

. Do đó để giải

đƣợ c cần phải thiết lậ p hệ ba phƣơng trình bậc nhất ba ẩn số. Giả thiết làm 3 thínghiệm vớ i nồng độ ban đầu của thuốc thử hằng định nhƣng có giá trị pH khác

nhau.

Ở pH1 ta có: A1K - K. εIn-.l.C =h1.εHIn l.C – A1h1 (1.10a)

pH2 : A2 .K - K. εIn- .l.C = h2. εHIn.l.C - A2h2 (1.10b)

pH3 : A3 .K - K. εIn- .l.C = h3. εHIn l.C - A3h3 (1.10c)

Tr ừ (1.10a) cho (1.10b) ta có:

K.(A1 - A2) = εHIn.l.C. (h1 - h2) + (A2h2 – A1h1) (1.11)Tr ừ (1.10a) cho (1.10c) ta có:

K.(A1 - A3) =.l.C. εHIn (h1 - h3) + (A3h3 – A1h1) (1.12)

Từ (1.11) ta có1 2 2 2 1 1

1 2

.( ) ( ). . HIn

K A A A h A hl C

h h

(1.11a)

Từ (1.12) ta có 1 3 3 3 1 1

1 3

.( ) ( ). . HIn

K A A A h A hl C

h h

(1.12a)

Ta có (1.11a) =(1.12a)

1 2 2 2 1 1

1 2

.( ) ( ) K A A A h A h

h h

=

1 3 3 3 1 1

1 3

.( ) ( ) K A A A h A h

h h

K.(A1 - A2) - (A2h2 - A1h1).(h1 - h3) = (h1 - h2).K.(A1 - A3).(A3h3 - A1h1)

Biến đổi chuyển vế ta có:







17

1 2 1 1 3 3 1 3 1 1 2 2

1 2 1 3 1 3 1 2

( ).( ) ( ).( )

(A ).(h ) ( ).( )

h h A h A h h h A h A h K

A h A A h h

(1.13)

Nhƣ vậy từ các giá tr ị thực nghiệm ta xác định đƣợ c K a và từ đó ta có thể tínhđƣợc εHIn và εIn

- từ các phƣơng trình trên.

1.3.1.4. Phương pháp Thamer - Voigt

Các phƣơng pháp trên đƣợ c áp dụng tính hằng số phân ly của các thuốc thử là

đơn axit. Đối vớ i thuốc thử là các đa axit có hằng số phân ly khác nhau tƣơng đối

nhiều K 1/K 2 > 103 104 thì cũng có thể áp dụng các phƣơng pháp trên ở những

khoảng pH tƣơng ứng để xác định từng hằng số phân ly riêng biệt. Nhƣng đối vớ i

các đa axit - khi tỉ số K 1/K 2 = 103 thì hàm lƣợ ng tối đa của sản phẩm phân ly ở nấc

thứ nhất là 95% (khi nấc thứ hai chƣa phân ly). Khi tỉ số K 1/K 2 = 50 thì hàm lƣợ ng

tối đa của sản phẩm phân ly ở nấc 1 là 78%. Do đó độ nhạy của phƣơng pháp xác

định tr ực tiế p từng hằng số phân ly riêng biệt sẽ tăng lên cùng vớ i sự tăng của hiệu

số pK 2- pK 1. Muốn có độ chính xác là 100% thì chỉ số hằng số phân ly (pK) cần

phải cách nhau 2,5 đơn vị. Vì vậy vấn đề đặt ra ở đây là phải tìm phƣơng pháp có

độ chính xác khá cao để xác định những hằng số phân ly của những thuốc thử có

hằng số phân ly tƣơng đối gần nhau. Thamer và Voigt đã đề nghị cách xác định nhƣ

sau:

Phải điều chế một dãy dung dịch có nồng độ thuốc thử không đổi ở những pH

khác nhau. Đo mật độ quang của các dung dịch này ở bƣớc sóng đã chọn và lập đồ

thị sự phụ thuộc của A vào pH. Theo đồ thị xác định đƣợ c Ac (A cực đại) và từ giá

tr ị Ac hạ vuông góc vớ i tr ục hoành để tìm giá tr ị -lga0 tƣơng ứng.







18

Hình 1.2: Xác định hằ ng số phân ly axit bằng phương pháp Thamer - Voigt.

Từ các giá tr ị thực nghiệm thu đƣợ c ta có thể tính toán các hằng số phân ly K 1,

K 2 theo công thức sau:

22

2

2

2

01 0

0

( ).( )1.[( ). .( )]+ .[

( )

. ]

L

c H L L H H c

c c c L

c H L

H

A A A Aa K A A a a A a

A A A A A A

a A A

a

Từ giá tr ị K 1 thu đƣợc thay vào phƣơng trình sau để tính K 2:

K 1.K 2=2

2

2

0 .

c H L

c L

A Aa

A A

1.3.2. Phương pháp chuẩ n độ điện th ế

Khi thuốc thử hữu cơ là đơn axit hoặc đa axit không màu hoặc có màu thì

ngƣờ i ta sử dụng r ộng rãi phƣơng pháp chuẩn độ điện thế để xác định hằng số phân

ly axit.

Để xác định các hằng số phân ly axit của thuốc thử hữu cơ, ngƣờ i ta chuẩn độ

dung dịch pha loãng của nó bằng dung dịch kiềm. R ồi từ các dữ kiện thu đƣợ c xây

dựng đƣờ ng cong biểu diễn sự phụ thuộc của pH (chỉ số điện thế) vào thể tích xút

thêm vào hoặc a (số đƣơng lƣợ ng gam kiềm thêm vào 1 mol axit).

Trong trƣờ ng hợp chung, đƣờ ng cong này bao gồm một số vùng đệm và giữa







19

các vùng đệm là các bƣớ c nhảy. Có thể xem nhƣ mỗi vùng đệm là độc lậ p

vớ i các phần còn lại của đƣờ ng cong.

1.3.2.1.Trườ ng hợ p thuố c thử hữ u cơ là đơn axỉ t (HIn)

Phƣơng trình phân ly HIn trong nƣớ c:

HIn [H+] + In- K=[ ].[ ]

(*)[ ]

H In

HIn

Muốn tính đƣợ c K thì phải xác định đƣợ c các giá tr ị [H+], [In- ] và [HIn] ở thờ i

điểm cân bằng, [H+] đƣợc xác định bằng máy pH mét còn [In-] và [HIn] đƣợ c xác

định bằng cách chuẩn độ dung dịch thuốc thử bằng bazơ mạnh nhƣ NaOH, KOH….

Giả sử chuẩn độ V0 ml dung dịch axit HIn có hằng số phân ly là K bằng dungdịch chuẩn NaOH có nồng độ C (M).

Phản ứng chuẩn độ:

HIn + NaOH Na+ + In- + H2O

H2O H+ + OH-

Theo định luật bảo toàn điện tích ta có:

[Na+] + [H+] = [ In- ] + [OH-]

Suy ra: [ In- ] = [Na+] + [H+] - [OH-] (1.14)

Theo định luật bảo toàn nồng độ đầu:

CHIn = [HIn] + [In--]

[HIn] =CHIn - [ln-]

=> [HIn] = CHIn - [Na+] - [H+] + [OH-] (1.15)

Thay vào (*) ta có:

[ ]([ ] [ ] [ ])[ ] [ ] [ ]

HIn

H Na H OH K C Na H OH

(1.16)

Trong đó: [Na+]=.V

Na Na

Na

C

V V

CHIn=

0 0

0

.V

Na

C

V V

Thay các giá tr ị thực nghiệm vào (1.16) tìm đƣợ c giá tr ị K.







20

1.3.2.2.Trườ ng hợ p thuố c thử hữu cơ là đa axỉ t (H 2 L)

Ứng với một vùng đệm là sự phân ly của một số proton hầu nhƣ đồng thời.

Điều đó gây nên những khó khăn cho việc tính toán chính xác hằng số phân ly axit

liên tiếp. Sau đây ta xét phƣơng pháp phổ biến nhất - phƣơng pháp Schwarzenbach.

Lấy trƣờng hợp đơn giản nhất H2L làm ví dụ rồi sau đó suy ra trƣờng hợp tổng

quát.

H2L H+ + HL- K 1

HL- H+ + L2- K 2

K 1=2

[ ].[HL ]

[ L]

H

H

; K 2=

2[ ].[L ]

[ L ]

H

H

(1.17)

Đƣờng cong chuẩn độ điện thế trong trƣờng hợp này gồm hai vùng đệm. Đối

với mỗi vùng đệm có thể thiết lập phƣơng trình bảo toàn nồng độ và phƣơng trình

trung hoà điện.

Đối với vùng đêm thứ nhất: Thiết lập tƣơng tự . Ta thu đƣợc kết quả sau:

1

[ ]([ ] [ ] [ ])

[ ] [ ] [ ] HIn

H Na H OH K

C Na H OH

(1.18)

Đối với vùng đệm thứ hai: Ta có:

CL = [HL-] + [L2-] (1.19)

[Na+] + [H+] = 2.[L2-] + [HL-] + [OH-] (1.20)

Lấy (1.20) tr ừ (1.19) ta đƣợ c :

[L2-] = [Na+] + [H+] – [OH-] -CL (1.21)

Thay vào (1.19) ta có

[HL-] = 2CL - [Na+] - [H+] + [OH-] (1.22)

Vì [HL-] = CL - [L2-]

Thay (1.21) và (1.22) vào (1.17) ta đƣợ c biểu thức tính K 2

2

[ ]([ ] [ ] [ ])

2 [ ] [ ] [ ] L

H Na H OH K

C Na H OH

(1.23)

Thay các dữ kiện thực nghiệm vào (1.18) và (1.23) ta tính đƣợ c K 1, K 2.







21

Nếu đƣờ ng cong chuẩn độ chỉ có một vùng đệm, nghĩa là giá tr ị K 1 và K 2 r ất

gần nhau thì phƣơng pháp tính toán đƣợ c rút ra từ phƣơng trình trung hoà điện và

định luật bảo toàn nồng độ đầu, các phƣơng trình K 1, K 2.

CL = [H2L] + [HL-] + [L2-] ` (1.24)

[Na+] + [H+] =2 [L2-] + [HL-] + [OH-] (1.25)

Từ (1.25) ta có :

2 2

2

2 [ ][ ] [H ] [ ]. [ ]

K H Na L OH

K

K 2 .([Na+] +[H+] – [OH-]) = [L2-].(2K 2 + [H+])

2

2

2

[ ]+[H ] [ ][ ] .

2 [ ]

Na OH L K

K H

(1.26)

Từ (1.20) ta có:2 2

2

1 2 2

[H ].[L ] [ ].[ ]C [ ]

L

H L L

K K K

(1.27)

Thay (1.25) vào (1.27) ta đƣợ c

2 2

1 2 2

[H ] [ ]+[Na ]-[OH ] [ ].[ ]([ ] [H ] [ ]C .

2 [ ] 2 [ ] L

H H L Na OH

K K H K H

+ 2

2

[ ]+[H ] [ ].

2 [ ]

Na OH K

K H

CL(2K 2+[H+]) =

2

1

[ ] H

K

. ([Na+] + [H+] - [OH-]) + [H+]([Na+] + [H+] - [OH-]) +

K 2([Na+] + [H+] - [OH-])

[H+]( CL- [Na+] - [H+] + [OH-]) =2

1

[ ] H

K

([Na+] + [H+] - [OH-]) +

K 2([Na+] + [H+] - [OH-] – 2CL)

Chia 2 vế cho ([H+]( CL- [Na+] - [H+] + [OH-]) ta có:

2

1

[ ] [H ] [ ]-2C[H ] [ ]+[Na ]-[OH ]1= . .

C -[ ]-[ ]+[OH ] [ ] C -[ ]-[ ]+[OH ]

L

L L

K Na OH H

K Na H H Na H







22

Hoặc:

2

1

2C -[ ]-[Na ]+[OH ] [ ] [ ] [H ] [ ]1= . .

[ ] [ ] C +[ ]-[OH ] [ ] C +[ ]-[OH ]

L

L L

K H H Na OH

H Na H K Na H

(**)

Phƣơng trình (**) đúng vớ i mọi điểm của đƣờ ng cong chuẩn độ điện thế.

Thay các dữ kiện thực nghiệm vào phƣơng trình (**) ở hai điểm ta đƣợ c hệ

haiphƣơng trình vớ i hai ẩn số là K 1 và K 2. Giải hệ phƣơng trình đó ta tính đƣợ c

K 1và K 2. Muốn có giá tr ị chính xác cao cần phải giải một số hệ và lấy giá tr ị trung

bình.

Có thể thu đƣợ c giá tr ị trung bình ngay nếu giải nhiều hệ phƣơng trình 2 ẩnsố

bằng phƣơng pháp đồ thị. Sự thật phƣơng trình (**) là phƣơng trình tuyếntính trong

hệ toạ độ x, y vớ i:

2C -[ ]-[Na ]+[OH ]x=

([H ].([ ] C +[ ])-[OH ])

L

L

H

Na H

(**a)

([ ] [H ] [ ]).[ ]y=

[ ]-C +[ ]-[OH ] L

Na OH H

Na H

(**b)

Đƣờ ng này cắt tr ục hoành, đoạn cắt trên tr ục hoành bằng 1/K 2 và cắt tr ục tung,

đoạn cắt trên tr ục tung =-K 1( Hình 1.3)

Để vẽ đƣờ ng thẳng ta tính một số cặ p giá tr ị x, y từ các giá tr ị thực nghiêm

theo công thức (**a) và (**b).







23

Hình 1.3: Xác định hằ ng số phân ly axỉ t của H 2 L theo phương pháp điện thế

Schwarzenbach.

Một cách tổng quát có thể áp dụng phƣơng pháp nêu trên để xác định các hằng

số phân ly axit K m và K m+1 của thuốc thử HnL tƣơng ứng vớ i một vùng đệm trên

đƣờ ng cong chuẩn độ.

Xuất phát từ phƣơng trình:

(m 1)

( 1)

[H ][ ]

[H ]

m

n mm

n m

H L K

L

( 1)

( 1)

1 m 1

[H ][ ]

[H ]

m

n m

m

n m

H L K

L

CL=[Hn-m+1L(m+1)] + [Hn-mLm-] + [Hn-(m+1)L(m+1)-][Na+] + [H+] – [OH-] = m.[Hn-mLm-] + (m+1)[Hn-(m+1)L

(m+1)]

Từ đó ta có phƣơng trinh:

1 ( 1) [ ] [H ] [ ] [ ] [ ] [H ] [ ]. . 1

[ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ]

m L

L m L

K m C Na OH H Na OH

H Na mC H OH K Na mC H OH

Cách giải cũng hoàn toàn giống nhƣ trên.

1.4. Xử lí các số liệu thự c nghiệm

Các k ết quả thu đƣợ c về hằng số phân ly axit đƣợ c tiến hành xử lí thống kê

theo Doerffel. Độ chính xác của phép xác định đƣợ c biểu diễn bở i phân bố Studen.

Theo phân bố chuẩn thì: .S X

X X t X

Trong đó: 1

n

ii i

Y X

X C n n

Vớ i: X - Giá tr ị trung bình.C- Đại lƣợ ng tuỳ ý trong số các k i.

tα - Giá tri ứng với độ tin cậy a và số bậc tự do k = n-1.

X S - Độ lệch chuẩn của giá tr ị trung bình

đƣợ c tính theo công thức:







24

22

X X

S S S

n

22

X

S S

n

2 2 2

2 2 2 ( )1

i i i

i i X X Y S X Y

n k n

Yi = Xi - C (C- đại lƣợ ng tuỳ ý đƣợ c chọn trong số các k i)

Lực ion của dung dịch đƣợ c tính theo công thức sau:

21.

2 i i I C Z

Trong đó: Ci là nồng độ của cấu tử i.

Zi là điện tích của ion.

1.5. Một số nét về bromthymol xanh

- Có công thức phân tử: C27H28Br 2O5S.

- Có khối lƣợ ng phân tử: M= 624,39.

- Có công thức cấu tạo:

- Có nhiệt độ nóng chảy Tnc= 200-2020C

- Có tính chất vật lý:

+ Là ánh sáng bột tinh thể màu da cam.+ Tan trong ethanol, methanol. Ít tan trong benzen, toluen và xylen, ít tan

trong nƣớ c , hầu nhƣ không tan trong ether dầu khí.

- Có tính chất hóa học: trong dung dịch kiềm là màu xanh, còn trong dung

dịch axt là màu vàng.

- Ứ ng dụng :Làm chỉ thị, chuyển màu vàng sang xanh ở pH= 5.8 – 7.6.

- Cân bằng phân ly axit của bromthymol xanh nhƣ sau:







25

1.6. Một vài nét về phenolphtalein.

- Có công thức phân tử: C20H14O4

- Có khối lƣợ ng phân tử: 318,33


- Có nhiệt độ nóng chảy: Tnc= 258-2620C

-

Phenolphtalein nhƣ một loại bột màu tr ắng.- Hòa tan trong cồn, ether, hòa tan trong dung dịch kiềm loãng là màu đỏ sẫm,

hơi hòa tan trong ether, không tan trong nƣớ c, không mùi, không vị.

- Khi thêm axit thì dung dịch phenolphtalein không màu, sau khi thêm NaOH

thì dung dịch chuyển sang màu hồng.

Cân bằng phân ly axit của phenolphtalein nhƣ sau:







26

1.7. Một số nét về thuốc thử Bromcresol xanh

- Có công thức phân tử: C21H14O4Br 4O5S

- Có khối lƣợ ng phân tử: 698,05


- Có nhiệt độ nóng chảy: 218- 2190C

- Ít tan trong nƣớ c, dễ tan trong cồn, ether, ethyl acetate và benzene.

- Khi thêm axit dung dịch có màu vàng, còn khi cho thêm NaOH thì dung d ịch

chuyển sang màu xanh.

- Nó đƣợ c sử dụng nhƣ một chỉ số pH và nhƣ là một thuốc nhuộm theo

dõi cho DNA gel agarose điện . Nó có thể đƣợ c sử dụng ở dạng acid tự do của nó

(ánh sáng màu nâu r ắn), hoặc nhƣ là một natri muối (màu xanh đậm đặc).

Cân bằng phân ly axit của bromcresol xanh nhƣ sau:





http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=vi&prev=search&rurl=translate.google.com.vn&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/PH_indicator&usg=ALkJrhjx0U9T1o4RvkyOY8HCkO1wMNXTag





http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=vi&prev=search&rurl=translate.google.com.vn&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Dye_tracing&usg=ALkJrhiD3qQ8hhw1zcnyEqJUuIUEp8NmKw






http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=vi&prev=search&rurl=translate.google.com.vn&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/DNA&usg=ALkJrhgU6yGGJGQ2Ixfkavt7t32m38iCBg

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=vi&prev=search&rurl=translate.google.com.vn&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Agarose_gel_electrophoresis&usg=ALkJrhiYwR9kccluKSRbKDPtMM_nU8sE4A



http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=vi&prev=search&rurl=translate.google.com.vn&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Sodium&usg=ALkJrhiQ4xzBjV8oh-lBiH-zGG_aJA7d8Q

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=vi&prev=search&rurl=translate.google.com.vn&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Salt_(chemistry)&usg=ALkJrhgyoVAYZdzR1pjxL9ovG0u4_DBaFw




http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=vi&prev=search&rurl=translate.google.com.vn&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Sodium&usg=ALkJrhiQ4xzBjV8oh-lBiH-zGG_aJA7d8Q


http://translate.googleusercontent.com/translate_c?depth=1&hl=vi&prev=search&rurl=translate.google.com.vn&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/DNA&usg=ALkJrhgU6yGGJGQ2Ixfkavt7t32m38iCBg






27

CHƢƠNG 2: THỰ C NGHIỆM

2.1. Dụng cụ - hóa chất

2.1.1. Các hóa ch ấ t s ử d ụng

- Bromthymol xanh r ắn ( C27H28Br 2O5S).

- Phenolphtalein r ắn (C20H14O4).

- Bromcresol xanh r ắn (C21H14O4Br 4O5S).

- Natrihidroxi r ắn (NaOH).

- Kali clorua tinh thể (KCl).

- Axit oxalic tinh thể (H2C2O4.2H2O)

- Nƣớ c cất- Ethanol

2.1.2. D ụng c ụ vàmáy móc

- Dụng cụ:

+ Ống đong 50ml, 100ml.

+ Bình định mức: 500ml, 250ml, 100ml, 50ml, 25ml.

+ Cốc thủy tinh 50ml, 100ml,250ml.

+ Buret: 25ml, 10ml

+ Pipet: 5ml, 10ml

+ Đũa thủy tinh, thìa.

- Máy móc:

+ Máy đo pH

+ Cân phân tích có độ chính xác cao (0,1mg).

2.2. Pha hóa chất2.2.1. Dunng d ị ch axit oxali c 0.01M

Cân chính xác 0,126g oxalic tinh thể trên cân phân tích, cho vào cốc chia vạch

thêm 10ml nƣớ c cất dùng đũa thủy tinh khuấy cho tan sau đó chuyển vào bình định

mức 100ml, dùng nƣớ c cất định mức đến vạch.

2.2.2. Dung d ị ch NaOH 0.01M

Cân 2g NaOH r ắn trên cân phân tích, pha vào bình định mức 500ml, lắc cho







28

tan hết r ồi định mức bằng nƣớ c cất tớ i vạch.

2.2.3. Dung d ị ch KCl 1M .

Cân chính xác 37,25g KCl r ắn cho vào cố chia vạch thêm 10ml nƣớ c cất.

Dùng đũa thủy tinh khuấy tan sau đó chuyển vào bình định mức 500ml, dùng nƣớ c

cất định mức tớ i vạch.

2.2.4. Dung d ị ch bromthymol xanh

Cân chính xác 0,0936g bromthymol xanh , sau đó cho vào bình định mức

100ml r ồi dùng etanol 20% định mức đến vạch.

Dung dịch Bromthymol xanh vớ i lực ion I=0,1: Lấy 10ml dung dịch

bromthymol xanh cho vào cốc 50ml sau đó thêm 2,5ml dung dịch KCl 1M. R ồichuyển sang bình định mức 25ml, định mức bằng nƣớ c cất đến vạch.


bromthymol xanh cho vào cốc 50ml sau đó thêm 5ml dung dịch KCl 1M. R ồi

chuyển sang bình định mức 25ml, định mức bằng nƣớ c cất đến vạch.


bromthymol xanh cho vào cốc 50ml sau đó thêm 10ml dung dịch KCl 1M. R ồi


2.2.5. Dung d ị ch phenolphtalein

Cân chính xác 0,0477g phenolphtalein cho vào bình định mức có chứa 25ml

C2H5OH 96% , sau đó dùng nƣớ c cất định mức tớ i vạch.

Dung dịch phenolphtalein vớ i lực ion I=0,1: Lấy 10ml dung dịch

phenolphtalein cho vào cốc 50ml sau đó thêm 2,5ml dung dịch KCl 1M. R ồi chuyển

sang bình định mức 25ml, định mức bằng nƣớ c cất đến vạch.


phenolphtalein cho vào cốc 50ml sau đó thêm 5ml dung dịch KCl 1M. R ồi chuyển



phenolphtalein cho vào cốc 50ml sau đó thêm 10ml dung dịch KCl 1M. R ồi chuyển








29

2.2.6. Dung d ị ch Bromcresol xanh

Lấy 0,1047g Bromcresol xanh cho vào cốc thủy tinh chứa 0,066g metyl đỏ

hòa tan trong 100ml etanol 95%.

Dung dịch Bromcresol xanh vớ i lực ion I=0,1: Lấy 10ml dung dịch

Bromcresol xanh cho vào cốc 50ml sau đó thêm 2,5ml dung dịch KCl 1M. R ồi


Dung dịch Bromcresol xanh vớ i lực ion I=0,2: Lấy 10ml dung dịch

Bromcresol xanh cho vào cốc 50ml sau đó thêm 5ml dung dịch KCl 1M. R ồi


Dung dịch Bromcresol xanh vớ i lực ion I=0,4: Lấy 10ml dung dịchBromcresol xanh cho vào cốc 50ml sau đó thêm 10ml dung dịch KCl 1M. R ồi








30

CHƢƠNG 3: K ẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Xác định nồng độ chính xác của dung dịch NaOH và dung dịch HCl bằng

phƣơng pháp chuẩn độ axit – bazơ.

3.1.1. Xác đị nh n ồng độ chính xác c ủa dung d ị ch NaOH chu ẩ n b ằng dung d ị ch

H 2 C 2 O 4 0,01M.

- Lấy 10ml dung dịch H2C2O4 0,01M bằng pipet thêm 1 vài giọt dung dịch

phenolphtalein sau đó cho ra cốc để chuẩn độ.

- Cho dung dịch NaOH vừa pha lên buret, điều chỉnh đến vạch 0. Chuẩn độ

dung dịch H2C2O4 bằng cách thêm từ từ từng lƣợ ng NaOH vào cốc. Theo dõi sự

thay đổi màu của cốc đựng dung dịch đó, đến khi nào màu dung dịch chuyển sangmàu hồng thì dừng lại.

- K ết quả kiểm tra nồng độ dung dịch NaOH bằng phƣơng pháp chuẩn độ axit

– bazơ đƣợ c ghi trong bảng 3.1

B ảng 3.1: K ế t qu ả ki ể m tra n ồng độ NaOH b ằng H 2 C 2 O 4 0,01M

Lần 1 2 3 4

V NaOH (ml) 21,7 22,4 21,3 21,9

Từ bảng k ết quả ta tính đƣợ c NaOH V = 21, 825

Phƣơng trình chuẩn độ:

H2C2O4 + 2NaOH Na2C2O4 + 2H2O

2 2 4 2 2 4 32 . 2.0,01.10

9,1638.10

21,825

H C O H C O

NaOH

NaOH

C V C

V

(M)

Vậy nồng độ chính xác của dung dịch NaOH là 9,1638.10-3 (M).

3.1.2. Xác đị nh n ồng độ chính xác c ủa dung d ị ch HCl chu ẩ n b ằng dung d ị ch

NaOH.

- Lấy 10ml dung dịch HCl đã đƣợ c pha loãng ở trên bằng ống đong, thêm một

vài giọt phenolphtalein sau đó cho ra cốc để chuẩn độ.

- Cho dung dịch NaOH vừa chuẩn lên buret điều chỉnh đến vạch 0.







31

- Chuẩn độ dung dịch HCl bằng cách thêm từ từ từng lƣợ ng NaOH. Lắc nhẹ

đều cốc. Theo dõi sự thay đổi màu của dung dịch trong cốc đến khi nào màu dung

dịch chuyển sang hồng thì dừng lại.

- K ết quả kiểm tra nồng độ dung dịch HCl bằng NaOH đƣợ c ghi trong bảo 3.2

Bàng 3.2: K ế t qu ả ki ể m tra n ồng độ dung d ị ch HCl b ằng NaOH 9,1638.10 -3M

Lần 1 2 3 4

V NaOH(ml) 13,65 12 11,9 12,2

Từ bảng k ết quả ta tính đƣợ c NaOH V = 12,4375

Phƣơng trình chuẩn độ:

NaOH + HCl NaCl + H2O

32. 9,1638.10 .12,4375

1,1397.1010

NaOH NaOH HCl

HCl

C V C

V

(M)

Vậy nồng độ chính xác của dung dịch HCl là 1,197.10-2 (M)

3.2. Xác định hằng số phân ly axit của Bromthymol xanh bằng phƣơng

pháp chuẩn độ điện thế 3.2.1. Xác đị nh h ằng s ố phân ly axit c ủa Bromthymol xanh ở l ự c ion I = 0.1

- Lấy 10ml Bromthymol xanh 1,5.10-3M đã . pha ở trên bằng ống đong, cho

vào cốc chia vạch thêm 2,5ml KCl. Sau đó cho ra bình định mức 25ml, thêm nƣớ c

cất định mức tớ i vạch.

- Chuẩn bị dung dịch thuốc thử có I=0,1 thứ 2,3 tƣơng tự nhƣ trên

- Cho dung dịch NaOH chuẩn lên buret điểu chỉnh đến vạch 0.

- Chuẩn độ dung dịch Bromthymol xanh bằng cách thêm từ từ từng lƣợ ng xác

định NaOH. Theo dõi sự thay đổi của pH theo thể tích của dung dịch NaOH thêm

vào trên máy đo pH.

- Dung dịch Bromthymol xanh thứ 2,3 đƣợ c chuẩn độ tƣơng tự,ghi k ết quả

tính giá tr ị trung bình và đƣợ c ghi trong bảng 3.3 và 3.4







32

B ảng 3.3: K ế t qu ả chu ẩn độ điện th ế dung d ị ch bromthymol xanh b ằng NaOH ở

I = 0.1

V NaOH(ml) pH V NaOH(ml) Ph V NaOH pH

0 4,85 0,8 6,59 1,6 7,56

0,1 5,21 0,9 6,75 1,7 7,68

0,2 5,55 1,0 6,89 1,8 7,91

0,3 6,01 1,1 6,97 1,9 8,01

0,4 6,12 1,2 7,08 2 8,11

0,5 6,28 1,3 7,21 2,1 8,21

0,6 6,38 1,4 7,34 2,2 8,290,7 6,49 1,5 7,46 2,5 8,31

Nhận xét: từ giá tr ị pH tại thời điểm ban đầu của Bromthymol xanh 1,5.10-3M

ở I = 0,1 là 4,85 mà Bromthymol xanh có khoảng chuyển màu từ 5,8 – 7,6 nên có

thể thấy tại thời điểm ban đầu Bromthymol xanh tồn tại dạng axit nên ta chuẩn độ

bằng NaOH.

Ta áp dụng tính hằng số phân ly axit của Bromthymol xanh khi chuẩn độ bằng

NaOH.

HIn [H+] + In- K=[ ].[ ]

[ ]

H In

HIn

[ ]([ ] [ ] [ ])

[ ] [ ] [ ] HIn

H Na H OH K

C Na H OH

Trong đó: [Na+]=.V

Na Na

Na

C

V V

CHIn=

0 0

0

.V

Na

C

V V

Vớ i C0 là nồng độ ban đầu của Bromthymol xanh C0= 1,5.10-3

Các k ết quả tính giá tr ị pKa theo phƣơng pháp điện thế của Bromthymol xanh

ở I= 0,1 đƣợ c ghi trong các bảng 3.4 và 3.5







33

B ảng 3.4. K ế t qu ả tính pKa c ủa dung d ị ch Bromthymol xanh ở l ự c ion I = 0,1

V NaOH pH CHIn [10-3] [Na+].10-3 [H+].10-5 [OH-].10-7 Ka.10-6 pKa

0,3 6,01 0,5929 0,1087 0,0977 0,1023 0,2178 6,6541

0,4 6,12 0,5906 0,1443 0,0759 0,1318 0,2471 6,6071

0,5 6,28 0,5882 0,1797 0,0525 0,1905 0,2319 6,6347

0,6 6,38 0,5859 0,2148 0,0417 0,2399 0,2421 6,6160

0,7 6,49 0,5837 0,2496 0,0324 0,3090 0,2425 6,6153

0,8 6,59 0,5814 0,2841 0,0257 0,3890 0,2504 6,6014

0,9 6,75 0,5792 0,3184 0,0178 0,5623 0,2173 6,6630

1,0 6,89 0,5769 0,3525 0,0129 0,7762 0,2027 6,69311,1 6,97 0,5747 0,3862 0,0107 0,9333 0,2192 6,6592

1,2 7,08 0,5725 0,4197 0,0083 1,2023 0,2279 6,6423

Các k ết quả sau khi tiến hành xử lý thống kê các giá tr ị pKa đƣợ c biểu diễn ở

bảng

B ảng 3.5. K ế t qu ả x ử lý th ố ng kê các giá tr ị pKa

STT pKa Yi Yi2

1 6,6541 0,0118 1,3924.10-

2 6,6071 -0,0352 1,2390.10-3

3 6,6347 -0.0076 5,776.10-5

4 6,6160 -0.0263 6,9169.10-4

5 6,6153 -0.027 7,29.10-

6 6,6014 -0,0409 1,6728.10-3

7 6,6630 0,0207 4,2849.10-4

8 6,6931 0,0508 2,5806.10-3

9 6,6592 0,0169 2,8561.10-

10 6,6423 0 0

i y =-0,0368 2

i y =9,0774.10-3







34

0,03686,6423 6,6423 6,6386

10

i

a

y pK

n

2

2 2 ( )ii i Y X Y

n =

3

3 31,3542.109,0774.10 8,9420.1010

2 2

2

1

i i X X S

n k

=

348,9420.10

9,9356.109

2

X

S S

n =

339,9356.10

9,9678.1010

Với k=9, α= 0,95 tα= 2,26

32,26.9,9678.10 0,0225

a a pK pK

6,6386 0,0225a pK

Vậy I= 0,1 thì pKa = 6,6386 0,0225

Đây mớ i chỉ là các hằng số cân bằng nồng độ( điều kiện), để xác định đƣợ c

hằng số cân bằng hoạt độ( nhiệt động) có nhiều cách khác nhau nhƣng ngƣờ i ta

thƣờ ng tiến hành xác định K nồng độ ( điều kiện) ở các lực ion khác nhau sau đó

dùng phƣơng pháp ngoại suy đồ thị để xác định K hoạt độ( nhiệt động) ở lực I = 0.

Do đó, chúng tôi đã tiến hành xác định hằng số phân ly axit của Bromthymol

xanh ở các lực ion I= 0,1, 0,2, 0,4.

Các thí nghiệm tiếp theo đƣợ c tiến hành tƣơng tự nhƣng chỉ khác là dung dịch

bromthymol xanh có các lực ion vớ i các giá tr ị I= 0,2; 0,4.

3.2.2. X ác đị nh h ằng s ố phân ly axit c ủa Bromthymol xanh ở l ự c ion I =0,2

K ết quả chuẩn độ bằng NaOH đƣợ c biểu diễn trên bảng







35

B ảng3.6: K ế t qu ả chu ẩn độ điện th ế dung d ị ch Bromthymol xanh b ằng NaOH

V NaOH(ml) pH V NaOH(ml) pH

0 5,48 0,8 6,79

0,1 5,61 0,9 6,89

0,2 5,76 1,0 7,05

0,3 6,16 1,1 7,18

0,4 6,29 1,2 7,29

0,5 6,41 1,3 7,38

0,6 6,51 1,4 7,51

0,7 6,63 1,5 7,64

B ảng 3.7: K ế t qu ả tính giá tr ị pKa theo phƣơng pháp điện thế của Bromthymol

xanh bằng NaOH ở I= 0,2


0,3 6,16 0,5929 0,1087 0,6918 0,1445 1,5649 6,8055

0,4 6,29 0,5906 0,1443 0,5129 1,1950 1,6659 6,7784

0,5 6,41 0,5882 0,1797 0,389 0,2570 1,7162 6,7654

0,6 6,51 0,5859 0,2148 0,309 0,3236 1,7922 6,7466

0,7 6,63 0,5837 0,2496 0,2344 0,4266 1,7541 6,7560

0,8 6,79 0,5814 0,2841 0,1622 0,6166 1,5511 6,8094

0,9 6,89 0,5792 0,3184 0,1288 0,7762 1,5730 6,8032

1,0 7,05 0,5769 0,3525 0,0891 0,1122 1,4004 6,8537

1,1 7,18 0,5747 0,3862 0,0661 0,1514 1,3548 6,8681

1,2 7,29 0,5725 0,4197 0,0513 0,1949 1,4095 6,8509







36

B ảng 3.8: K ế t qu ả x ử lý th ố ng kêgiá tr ị pKa cua Bromthymol xanh ở I = 0,2

STT PKa Yi Yi2

1 6,8055 -0,0454 2,0612.10-3

2 6,7784 -0,0725 5,2563.10-

3 6,7654 -0,0855 7,1303.10-3

4 6,7466 -0,1043 0,0108

5 6,7560 -0,0949 9,006.10-3

6 6,8094 -0,0415 1,7223.10-

7 6,8032 -0,0477 2,2753.10-3

8 6,8537 2,8.10-3 7,84.10-6

9 6,8681 0,0172 2,9584.10-

10 6,8509 0 0

i y = -0,4718 2

i y =0,0389

0,47186,8509 6,8509 6,8037

10

i

a

y pK

n

22 2 ( )i

i i

Y X Y

n = 0,22260,0389 0,0166

10

2 2

2 30,01661,8444.10

1 9

i i X X S

n k

2 31,8444.100,0136

10 X

S S

n

Vớ i k=9, α= 0,95 tα= 2,26

2,26.0,0136 0,0307

a a pK pK

6,8037 0,0307a pK

Vậy I=0,2 thì 6,8037 0,0307a pK







37

3.2.3. X ác đị nh h ằng s ố phân ly axit c ủa Bromthymol xanh ở l ự c ion I=0,4

K ết quả chuẩn độ bằng NaOH đƣợ c biểu diễn ở bằng bảng 3.9

B ảng 3.9: K ế t qu ả chu ẩn độ NaOH


0 5,63 0,7 6,79

0,1 5,94 0,8 6,95

0,2 6,13 0,9 7,12

0,3 6,21 1 7,29

0,4 6,35 1,1 7,41

0,5 6,46 1,2 7,640,6 6,62 1,3 7,83

B ảng 3.10: K ế t qu ả tính giá tr ị pKa theo phương pháp điện th ế ở I =0,4

V NaOH pH CHIn .10-3 [Na+].10-3 [H+].10-6 [OH-].10-7 Ka.10-7 pKa

0,2 6,13 0,5952 0,0727 0,7413 1,349 1,0432 6,9816

0,3 6,21 0,5959 0,1087 0,6166 1,6218 1,3936 6,8559

0,4 6,35 0,5906 0,1443 0,4467 2,2387 1,4499 6,8387

0,5 6,46 0,5882 0,1797 0,3467 2,8840 1,5290 6,8156

0,6 6,62 0,5859 0,2148 0,2399 4,1687 1,3906 6,8568

0,7 6,79 0,5837 0,2496 0,1072 6,1660 0,8011 7,0963

0,8 6,95 0,5814 0,2841 0,1122 8,9125 1,0724 6,9697

0,9 7,12 0,5792 0,3184 0,0759 13,1826 0,9236 7,0333

1,0 7,29 0,5769 0,3525 0,049 20,4174 0,7688 7,1142

1,1 7,41 0,5747 0,3862 0,0389 25,7040 0,7956 7,0993







38

B ảng 3.11:K ế t qu ả x ử lý th ố ng kêgiá tr ị pK a c ủa Bromthymol xanh ở I=0,4

STT pKa Yi Yi2

1 6,9816 -0,1177 0,01392 6,8559 -0,2434 0,0592

3 6,8387 -0,2606 0,0679

4 6,8156 -0,2837 0,0805

5 6,8568 -0,2425 0,0589

6 7,0963 -3.10-3 9.10-6

7 6,9697 -0,1296 0,0168

8 7,0333 -0,066 4,356.10-3

9 7,1142 0,0149 2,2201.10-4

10 7,0993 0 0

i y =-1,3316 2

i y =0,3018

1,33167,0993 6,8509 6,9661

10

i

a

y pK

n

2

2 2 ( )i

i i

Y X Y

n

=

1,77320,3018 0,1245

10

2 2

2 0,12450,0138

1 9

i i X X S

n k

2 0,01380,0371

10 X

S S

n

Với k=9, α= 0,95 tα= 2,262,26.0,0371 0,0838

a a pK pK

6,9661 0,0838a pK

Vậy I=0,4 thì 6,9661 0,0838a pK







39

Từ các k ết quả tính pK a ở trên, sau khi xử lý thống kê, lấy các giá tr ị a pK và

xây dựng sự phụ thuộc của hằng số cân bằng theo lực ion.

Các k ết quả thu đƣợc đƣợ c biểu diễn trên bảng:B ảng 3.12: S ự ph ụ thu ộc c ủa h ằng s ố cân b ằng vào l ự c ion

STT I I a pK

1 0,1 0,32 6,6386

2 0,2 0,44 6,8037

3 0,4 0,63 6,9661

Hình 3.1: S ự phụ thuộc của a pK vào I

Từ hình 3.1 ta xác định đƣợ c a pK ở lực ion I=0 là

a pK =6,32

6

6.1

6.2

6.3

6.4

6.5

6.6

6.7

6.8

6.9

7

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 I

a pK







40

3.3. Xác định hằng số phân ly axit của Bromcresol xanh bằng phƣơng pháp

chuẩn độ điện thế

3.3 .1. Xác đị nh h ằng s ố phân ly axit c ủa Bromcresol xanh ở l ự c ion I=0,1


B ảng 3.13: K ế t qu ả chu ẩn độ điện th ế dung d ị ch bromcresol xanh b ằng NaOH ở

I = 0,1


0 3,67 0,7 4,51

0,1 3,81 1,0 4,69

0,2 3,93 1,2 4,780,3 4,06 1,5 4,95

0,4 4,18 1,6 5,11

0,5 4,26 1,7 5,23

0,6 4,39 2 5,31


V NaOH pH CHIn [10-4] [Na+].10-4 [H+].10-4

[OH-].10-10 Ka.10-5 pKa

0,1 3,81 5,9761 0,3651 1,5488 0,6457 7,2971 4,1369

0,2 3,93 5,9524 0,7272 1,1749 0,8511 5,5176 4,2583

0,3 4,06 5,9289 1,0866 0,8710 1,1482 4,2935 4,3672

0,4 4,18 5,9055 1,4431 0,6607 1,5136 3,6562 4,4370

0,5 4,26 5,8824 1,7968 0,5495 1,8197 3.6461 4,4382

0,6 4,39 5,8594 2,1478 0,4074 2,4547 3,1505 4,5017

0,7 4,51 5,8366 2,4960 0,3090 3,2359 2,8590 4,54381,0 4,69 5,7692 3,5245 0,2042 4,8978 3,7314 4,4282

1,2 4,78 5,7252 4,1972 0,1660 6,0256 5,3178 4,2743

1,5 4,95 5,6604 5,1871 0,1122 8,9125 16,4654 3,7836







41

B ảng 3.15:K ế t qu ả x ử lý th ố ng kêgiá tr ị pK a c ủa Bromcresol xanh ở I=0,1

STT pKa Yi Yi2

1 4,1369 -0,3013 0,0908

2 4,2583 -0.1799 0,0324

3 4,3672 -0,071 5,041.10-3

4 4,4370 -1,2.10-3 1,44.10-6

5 4,4382 0 0

6 4,5017 0,0635 4,0323.10-

7 4,5438 0,1056 0,0112

8 4,4282 -0,01 10-4

9 4,2743 -0,1639 0,0269

10 3,7836 -0,6546 0,4285

i y = -1,2128 2

i y =0,5990

1,21284,4382 4,4382 4,3169

10

i

a

y pK

n

22 2

( ) 1,47090,5990 0,4519

10

i

i i

Y X Y

n

2 2

2 0,45190,0502

1 9

i i X X S

n k

20,0502

0,070910

X

S S

n

Với k=9, α= 0,95 tα= 2,262,26.0,0709 0,1602

a a pK pK

4,3619 0,1602a pK

Vậy I=0,1 thì 4,3619 0,1602a pK







42

3.3.2 . Xác đị nh h ằng s ố phân ly axit c ủa Bromcresol xanh ở l ự c ion I=0,2



I = 0,2


0 3,71 0,7 4,66

0,1 3,85 1 4,71

0,2 3,99 1,2 4,82

0,3 4,09 1,5 5,01

0,4 4,21 1,6 5,130,5 4,34 1,7 5,21

0,6 4,51 2 5,34



0,1 3,85 5,9761 0,3651 1,4125 0,7079 5,9804 4,22330,2 3,99 5,9524 0,7272 1,0233 0,9772 4,2630 4,3703

0,3 4,09 5,9289 1,0866 0,8128 1,2303 3,8313 4,4167

0,4 4,21 5,9055 1,4431 0,6160 1,6218 3,2976 4,4818

0,5 4,34 5,8824 1,7968 0,4571 2,1878 2,8393 4,5468

0,6 4,51 5,8594 2,1478 0,3090 3,2359 2,2311 4,6515

0,7 4,66 5,8366 2,4960 0,2188 4,5709 1,9027 4,7206

1 4,71 5,7692 3,5245 0,1950 5,1286 3,5380 4,4512

1,2 4,82 5,7252 4,1972 0,1514 6,6069 4,7826 4,3204

1,5 5,01 5,6604 5,1871 0,0977 10,2329 13,7463 3,8619







43

B ảng 3.18: K ế t qu ả x ử lý th ố ng kêgiá tr ị pK a c ủa Bromcresol xanh ở I=0,2

STT pKa Yi Yi2

1 4,2233 -0,3235 0,1047

2 4,3703 -0,1765 0,0312

3 4,4167 -0,1301 0,0169

4 4,4818 -0,065 4,225.10-3

5 4,5468 0 0

6 4,6515 0,1047 0,0110

7 4,7206 0,1738 0,0302

8 4,4512 -0,0956 9,1394.10-3

9 4,3204 -0,2264 0,051310 3,8619 -0,6849 0,4691

i y =-1,42352

i y =0,7278

1,42354,5468 4,5468 4,4045

10

i

a

y pK

n

2

2 2 ( ) 2,0264

0,7278 0,525210

i

i i

Y X Y

n

2 22 0,5252

0,05841 9

i i X X S

n k

2 0,05840,0764

10 X

S S

n

Với k=9, α= 0,95 tα= 2,26

2,26.0,0764 0,1727

a a pK pK

4,4045 0,1727a pK

Vậy I=0,2 thì 4,4045 0,1727a pK







44

3.3.3 . Xác đị nh h ằng s ố phân ly axit c ủa Bromcresol xanh ở l ự c ion I=0,4



I = 0,4


0 3,76 0,7 4,78

0,1 3,88 1,0 4,91

0,2 4,09 1,2 5,09

0,3 4,21 1,5 5,16

0,4 4,43 1,6 5,240,5 4,56 1,7 5,32

0,6 4,69 2 5,49



0,1 3,88 5,9761 0,3651 1,3183 0,7586 5,1697 4,28660,2 4,09 5,9524 0,7272 0,8128 1,2303 2,8368 4,5472

0,3 4,21 5,9289 1,0866 0,6166 1,6218 2,4852 4,6047

0,4 4,43 5,9055 1,4431 0,3715 2,6915 1,6479 4,7831

0,5 4,56 5,8824 1,7968 0,2754 3,6308 1,4978 4,8246

0,6 4,69 5,8594 2,1478 0,2042 4,8978 1,3693 4,8635

0,7 4,78 5,8366 2,4960 0,1659 6,0256 1,3910 4,8567

1,0 4,91 5,7692 3,5245 0,123 8,1283 2,1145 4,6748

1,2 5,09 5,7252 4,1972 0,0813 12,3027 2,4044 4,6190

1,5 5,16 5,6604 5,1871 0,0692 1,4454 9,0011 4,0458







45

B ảng 3.21: K ế t qu ả x ử lý th ố ng kêgiá tr ị pK a c ủa Bromcresol xanh ở I=0,4

STT pKa Yi Yi2

1 4,2866 -0,538 0,2894

2 4,5472 -0,2774 0,0770

3 4,6047 -0,2199 0,0484

4 4,7831 -0,0415 1,7223.10-3

5 4,8246 0 0

6 4,8635 0,0389 1,5132.10-

7 4,8567 0,0321 1,0304.10-3

8 4,6748 -0,1498 0,02249 4,6190 -0,2056 0,0423

10 4,0458 -0,7788 0,6065

i y =-2,142

i y =1,0903

2,144,8246 4,8246 4,6106

10

i

a

y pK

n

22 2 ( ) 4,57961,0903 0,632310

i

i iY X Y

n

2 2

2 0,63230,0703

1 9

i i X X S

n k

2 0,07030,0838

10 X

S S

n

Với k=9, α= 0,95 tα= 2,26

2,26.0,0838 0,1894

a a pK pK

4,6106 0,1894a pK

Vậy I=0,4 thì 4,6106 0,1894a pK







46

B ảng 3.22: S ự ph ụ thu ộc c ủa h ằng s ố căn bằng vào l ự c ion

STT I I a pK

1 0,1 0,32 4,3169

2 0,2 0,44 4,4045

3 0,4 0,63 4,6106

Hình 3.2: S ự phụ thuộc của a pK vào I

Từ hình vẽ ta xác định đƣợ c a pK ở lực ion I=0 là

a pK =3,99

3.4. Xác định hằng số phân ly axit của phenolphtalein bằng phƣơng pháp

chuẩn độ điện thế

3.4 .1. Xác đị nh h ằng s ố phân ly axit c ủa phenolphtalein ở l ự c ion I =0,1

K ết quả chuẩn độ bằng NaOH đƣợ c biểu diễn trên bảng:

3.8

3.9

4

4.1

4.2

4.3

4.4

4.5

4.6

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 I

a pK







47

B ảng 3.23: K ế t qu ả chu ẩn độ điện th ế dung d ị ch phenolphtalein b ằng NaOH


0 7,16 0,8 9,250,1 8,21 0,9 9,38

0,2 8,29 1,0 9,48

0,3 8,43 1,1 9,56

0,4 8,59 1,2 9,69

0,5 8,67 1,3 9,85

0,6 8,89 1,4 9,97

0,7 9,06 1,5 10,08


V NaOH pH CHIn .[10-4] [Na+].10-4 [H+].10-9 [OH-].10-6 Ka.10-9 pKa

0,1 8,21 5,9761 0,3651 6,1660 1,6218 0,3824 9,4175

0,2 8,29 5,9524 0,7272 5,1286 1,9498 0,6921 9,1598

0,3 8,43 5,9289 1,0866 3,7154 2,6915 0,8086 9,0923

0,4 8,59 5,9055 1,4431 2,5704 3,8905 0,8016 9,0959

0,5 8,67 5,8824 1,7968 2,1380 4,6774 0,9054 9,0431

0,6 8,89 5,8594 2,1478 1,2882 7,7625 0,7038 9,1526

0,7 9,06 5,8366 2,4960 0,8710 11,4815 0,6002 9,22170,8 9,19 5,8140 2,8415 0,6457 15,4882 0,5547 9,2559

0,9 9,25 5,7915 3,1843 0,5623 17,7828 0,6070 9,2168

1,0 9,38 5,7692 3,5245 0,4169 23,9883 0,5511 9,2587







48

B ảng 3.25: K ế t qu ả x ử lý th ố ng kêgiá tr ị pK a c ủa Phenolhtalein ở I =0,1

STT pK a Yi Yi2

1 9,4175 0,2649 0,0702

2 9,1598 7,2.10- 5,184.10-

3 9,0923 -0,0603 3,636.10-3

4 9,0959 -0,0567 3,215.10-3

5 9,0431 -0,1095 0,0120

6 9,1526 0 0

7 9,2217 0,0691 4,775.10-3

8 9,2559 0,1033 0,01079 9,2168 0,0642 4,212.10-

10 9,2587 0,1061 0,0113

iY =0,3883 2

iY =0,1201

0,38839,1526 9,1526 9,1914

10

i

a

y pK

n

2

2 2 ( ) 0,1508

0,1201 0,105010

i

i i

Y X Y

n

2 2

2 0,10500,0117

1 9

i i X X S

n k

20,0117

0,034210

X

S S

n

Với k=9, α= 0,95 tα= 2,26

2,26.0,0342 0,0773

a a pK pK

9,1914 0,0773a pK

Vậy I=0,1 thì 9,1914 0,0773a pK







49

3.4.2 . Xác đị nh h ằng s ố phân ly axit c ủaphenolphtalein ở l ự c ion I =0,2

K ết quả chuẩn độ bằng NaOH đƣợ c biểu diễn trên bảng:

B ảng 3.26: K ế t qu ả chu ẩn độ điện th ế dung d ị ch phenolphtalein b ằng NaOH ở I

= 0,2


0 7,21 0,7 9,28

0,1 8,23 0,8 9,35

0,2 8,29 0,9 9,48

0,3 8,56 1 9,61

0,4 8,71 1,2 9,760,5 8,95 1,3 9,84

0,6 9,13 1,5 10,01


V NaOH pH CHIn [10- ] [Na+].10- [H+].10- [OH-].10- Ka.10- pKa

0,1 8,23 5,9761 0,3651 5,8884 1,6982 3,6429 9,4386

0,2 8,29 5,9524 0,7272 5,1286 1,9498 6,9209 9,1598

0,3 8,56 5,9289 1,0866 2,7542 3,6307 5,9296 9,2270

0,4 8,71 5,9055 1,4431 1,9498 5,1286 6,0124 9,2210

0,5 8,95 5,8824 1,7968 1,1220 8,9125 4,5896 9,3382

0,6 9,13 5,8594 2,1478 0,7413 13,4896 3,8793 9,4112

0,7 9,28 5,8366 2,4960 0,5248 19,0546 3,4264 9,46520,8 9,35 5,8140 2,8415 0,4467 22,3872 3,6582 9,4367

0,9 9,48 5,7915 3,1843 0,3311 30,1995 3,0893 9,5101

1 9,61 5,7692 3,5245 0,2455 40,7380 2,8855 9,5398







50

B ảng 3.28: K ế t qu ả x ử lý th ố ng kêgiá tr ị pK a c ủa Phenolphtalein ở I =0,2

STT pKa Yi Yi2

1 9,4386 0,0274 7,508.10-4

2 9,1598 -0,2514 0,0632

3 9,2270 -0,1842 0,0339

4 9,2210 -0,1902 0,0362

5 9,3382 -0,073 5,329.10-3

6 9,4112 0 0

7 9,4652 0,054 2,916.10-3

8 9,4367 0,0255 6,503.10-4

9 9,5101 0,0989 9,781.10-

10 9,5398 0,1286 0,0165

-0,3644 0,1692

0,36449,4112 9,4112 9,3748

10

i

a

y pK

n

2

2 2 ( ) 0,13280,1692 0,155910

ii i

Y X Y n

2 2

2 0,15590,0173

1 9

i i X X S

n k

2 0,01730,0416

10 X

S S

n

Với k=9, α= 0,95 tα= 2,26

2,26.0,0416 0,0940

a a pK pK

9,3748 0,0940a pK

Vậy I=0,2 thì 9,3748 0,0940a pK







51

3.4.3 . Xác đị nh h ằng s ố phân ly axit c ủa phenolphtalein ở l ự c ion I =0,4


B ảng 3.29: K ế t qu ả chu ẩn độ điện th ế dung d ị ch phenolphtalein b ằng NaOH ở I

= 0,4


0 7,28 0,7 9,43

0,1 8,26 0,8 9,67

0,2 8,37 0,9 9,76

0,3 8,59 1,0 9,97

0,4 8,81 1,2 10,120,5 9,06 1,4 10,23

0,6 9,21 1,5 10,35


V NaOH pH CHIn [10- ] [Na+].10- [H+].10- [OH-].10- Ka.10- pKa

0,1 8,26 5,9761 0,3651 5,4954 1,8197 3,3871 9,47020,2 8,37 5,9524 0,7272 4,2658 2,3442 5,7201 9,2426

0,3 8,59 5,9289 1,0866 2,5704 3,8905 5,5172 9,2583

0,4 8,81 5,9055 1,4431 1,5488 6,4565 4,7164 9,3264

0,5 9,06 5,8824 1,7968 0,8710 11,4815 3,4878 9,4574

0,6 9,21 5,8594 2,1478 0,6166 16,2181 3,1606 9,5002

0,7 9,43 5,8366 2,4960 0,3715 26,9153 2,2918 9,6398

0,8 9,67 5,8140 2,8415 0,2138 46,7735 1,4752 9,8311

0,9 9,76 5,7915 3,1843 0,1738 57,5440 1,4247 9,8463

1,0 9,97 5,7692 3,5245 0,1072 93,3254 0,8741 10,0584







52

B ảng 3.31: K ế t qu ả x ử lý th ố ng kêgiá tr ị pK a c ủa Phenolphtalein ở I=0,4

STT pK a Yi Yi2

1 9,4702 -0,03 9.10-4

2 9,2426 -0,2576 0,0664

3 9,2583 -0,2419 0,0585

4 9,3264 -0,1738 0,0302

5 9,4574 -0,0428 1,832.10-3

6 9,5002 0 0

7 9,6398 0,1396 0,0195

8 9,8311 0,3309 0,10959 9,8463 0,3461 0,1198

10 10,0584 0,5582 0,3116

iY =0,6286 2

iY =0,7182

0,62869,5002 9,5002 9,5631

10

i

a

y pK

n

22 2 ( ) 0,3951

0,7182 0,678710

i

i i

Y X Y

n

2 2

2 0,67870,0754

1 9

i i X X S

n k

20,0754

0,086810

X

S S

n

Với k=9, α= 0,95 tα= 2,262,26.0,0868 0,1962

a a pK pK

9,5631 0,1962a pK

Vậy I=0,4 thì 9,5631 0,1962a pK







53

B ảng 3.32. S ự ph ụ thu ộc c ủa h ằng s ố căn bằng vào l ự c ion

STT I I a pK

1 0,1 0,32 9,19142 0,2 0,44 9,3748

3 0,4 0,63 9,5631

Hình 3.3 : S ự phụ thuộc của a pK vào I

Từ hình vẽ ta xác định đƣợ c a pK ở lực ion I=0 là

a pK =8,85

8.5

8.7

8.9

9.1

9.3

9.5

9.7

9.9

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 I

a pK







54

K ẾT LUẬN

Sau một quá trình thực hiện đề tài của mình tôi sơ bộ k ết luận đƣợ c các vấn đề

nhƣ sau:

- Nghiên cứu sâu hơn về lý thuyết hiện đại về axit – bazơ .

- Đề tài đã xác định đƣợc cơ sở lý luận của việc sử dụng phƣơng pháp chuẩn

độ điện thế trong việc xác định hằng số phân ly axit .

- Đã xác định đƣợ c hằng số phân ly axit của bromthymol xanh, phenolphtalein

và bromcresol xanh bằng phƣơ ng pháp chuẩn độ điện thế ở 3 lực ion khác nhau:

0,1; 0,2; 0,4.- Đã xác định đƣợ c hằng số phân ly axit của bromythymol xanh bằng phƣơng

pháp ngoại suy đồ thị ở lực ion I=0 là: a pK =6,32.

- Đã xác định đƣợ c hằng số phân ly axit của phenolphtalein bằng phƣơng pháp

ngoại suy đồ thị ở lực ion I=0 là: a pK =8,85.

- Đã xác định đƣợ c hằng số phân ly axit của Bromcresol xanh bằng phƣơng

pháp ngoại suy đồ thị ở lực ion I=0 là: a pK =3,99.

Do thờ i gian có hạn và điều kiện làm thí nghiệm chƣa thật đầy đủ nên đề tài

mớ i chỉ đánh giá các hằng số phân ly axit ở 3 lực ion 0,1; 0,2; 0,4 trong môi trƣờ ng

muối KCl.







TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Tr ọng Biểu – Từ Văn Mặc, Thuốc thử hữu cơ (1978), NXB KH

& KT Hà Nội.

2. Hoàng Minh Châu, Từ Văn Mặc, Từ Vọng Nghi, Cơ sở hóa học Phân tích

(2002), Nxb KH&KT Hà Nội.

3. Nguyễn Tinh Dung, Hóa học phân tích (1918), NXB Giáo dục.

4. Nguyễn Tinh Dung – Hồ Viết Qúy, Các phƣơng pháp lý hóa (1991), NXB

ĐHSP Hà Nội.

5. Doeffel.K, Thống kê trong hóa học phân tích (1983), NXB ĐH & THCN.

6.

H.A.Latinen, Phân tích hóa học tậ p 1(1975), NXB KH&KT.7. Lâm Ngọc Thụ (1972), Thuốc thử hữu cơ, NXB ĐHTN Hà Nội.

8. Nguyễn Thị Hải, Luận án tốt nghiệp (2007), ĐHSP Hà Nội 2.

9. Phạm Thị Thoan, Luận văn Thạc Sĩ khoa học hóa học (2009), ĐHSP- Đại

học Thái Nguyên.

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHONWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

Documents

Nghiên cứu xác định hằng số phân ly axit trong một số thuốc thử hữu cơ