Phương pháp chuẩn độ điện thế

8/12/2019 Phương pháp chuẩn độ điện thế

http://slidepdf.com/reader/full/phuong-phap-chuan-do-dien-the 1/77

TRƯỜ NG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊNBỘ MÔN HÓA HỌC

----------

HUỲNH CHÍ CẢNH

PHƯƠ NG PHÁP CHUẨN ĐỘ ĐIỆN THẾ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆPĐẠI HỌC

Chuyên ngành: HÓA HỌC

CẦN THƠ - 2012

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON



TRƯỜ NG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

BỘ MÔN HÓA HỌC----------

HUỲNH CHÍ CẢNH

PHƯƠ NG PHÁP CHUẨN ĐỘ ĐIỆN THẾ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆPĐẠI HỌC

Chuyên ngành: HÓA HỌC

Mã số: 204

HƯỚ NG DẪN KHOA HỌC

ThS. LÂM PHƯỚ C ĐIỀN

CẦN THƠ - 2012




i

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

BỘ MÔN HÓA HỌC

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚ NG DẪN

1. Cán bộ hướ ng dẫn: Thạc s ĩ Lâm Phướ c Điền

2. Tên đề tài: “Phươ ng Pháp Chuẩn Độ Điện Thế”

3. Sinh viên thự c hiện:

Huỳnh Chí Cảnh MSSV: 2082050

Lớ p: Cử nhân Hóa học Khóa 344. Nội dung nhận xét :

a. Hình thức :

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………....................

b. Nội dung :

………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

c. Những vấn đề còn hạn chế :

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………




ii

d. Kết luận, đề nghị và điểm :

…………………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………….….…………………………………………………………………………………..………

………………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………….........................

Cần Thơ , ngày ….. tháng…. năm 2012

Cán bộ hướ ng dẫn

Th.s Lâm Phướ c Điền




iii

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

BỘ MÔN HÓA HỌC

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

5. Cán bộ phản biện :………………………………………………

6. Tên đề tài: “Phươ ng Pháp Chuẩn Độ Điện Thế”

7. Sinh viên thự c hiện:

Huỳnh Chí Cảnh MSSV: 2082050

Lớ p: Cử nhân Hóa học Khóa 348. Nội dung nhận xét :

a. Hình thức :

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

b. Nội dung :

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

c. Những vấn đề còn hạn chế :

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………




iv

d. Kết luận, đề nghị và điểm :

………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………….

Cần Thơ , ngày ….. tháng…. năm 2012

Cán bộ phản biện




v

LỜ I CẢM Ơ N

Trong suốt thờ i gian học ở trườ ng , đượ c sự dạy dỗ, giúp đỡ nhiệt tình của các thầy

cô, tôi đã học hỏi đượ c nhiều kiến thức bổ ích và những kinh nghiệm quan trọng. Đặc biệt

là có cơ hội làm luận văn tốt nghiệp, đây là một hành trang quí báu giúp tôi bướ c vào đờ i.

Qua một thờ i gian làm việc, luận văn tốt nghiệp của tôi đã hoàn thành. Ngoài sự nổ

lực của bản thân, còn có sự giúp đỡ , hướ ng dẫn nhiệt tình của thầy Lâm Phướ c Điền. Tôi

xin chân thành cảm ơ n thầy.

Tôi xin chân thành cảm ơ n quí thầy cô Trườ ng Đại Học Cần Thơ , nhất là các thầy

cô thuộc Bộ Môn Hóa Học – Khoa Khoa Học Tự Nhiên đã truyền thụ kiến thức cho tôi

trong 4 năm học qua.

Cảm ơ n cha mẹ và ngườ i thân đã thươ ng yêu, lo lắng, động viên, giúp đỡ con trong

suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.

Cảm ơ n các bạn cùng trang lứa, đặc biệt là các bạn lớ p Cử Nhân Hóa K34 đã động

viên, giúp đỡ tôi trong học tập cũng như trong quá trình thực hiện đề tài.

Cần Thơ , ngày tháng năm




vi

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................................... vMỤC LỤC ........................................................................................................................... viMỤC LỤC CÁC HÌNH ....................................................................................................... ixLỜI MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1Chươ ng I: TỔNG QUAN ..................................................................................................... 2

1.1 Một số khái niệm cơ bản ............................................................................................. 21.1.1 Các phản ứng điện hóa ......................................................................................... 21.1.2 Thế điện cực ................................................................................................... 2

1.1.3 Sự liên hệ giữa thế và hoạt độ – Phươ ng trình Nernst ......................................... 51.2 ĐIỆN CỰ C ................................................................................................................. 71.2.1 Điện cực so sánh ............................................................................................. 8

1.2.1.1 Điện cự c Calomen ...................................................................................... 81.2.1.2 Điện cự c Bạc – Bạc Clorua ........................................................................... 9

1.2.2 Điện cực chỉ thị ............................................................................................ 101.2.2.1 Điện cự c tr ơ .............................................................................................. 101.2.2.2 Điện cự c kim loại ...................................................................................... 111.2.2.3 Điện cự c chỉ thị Axit-Bazơ ........................................................................ 111.2.2.4 Điện cự c màng chọn lọc ion ........................................................................ 14

1.2.2.4.1 Thành phần và cấ u t ạo của đ iện cự c thủ y tinh ..................................... 141.2.2.4.2 Đặc tính của đ iện cự c thủ y tinh ............................................................ 15

Chươ ng II: CHUẨN ĐỘ ĐIỆN THẾ ................................................................................. 202.1 Các điều kiện cơ bản của chuẩn độ điện thế ............................................................ 202.2 Đặc điểm của phươ ng pháp chuẩn độ điện thế ......................................................... 21

2.2.1 Phạm vi ứng dụng .............................................................................................. 212.2.2 Độ chính xác ...................................................................................................... 212.2.3 Độ nhạy .............................................................................................................. 212.2.4 Máy móc ............................................................................................................. 21

2.3 Nguyên tắc ................................................................................................................ 222.4 Kỹ thuật chuẩn độ điện thế ....................................................................................... 22

2.5 Một số trườ ng hợ p chuẩn độ điện thế ....................................................................... 232.5.1 Chuẩn độ kết tủa................................................................................................. 232.5.2 Chuẩn độ Axit- Bazơ .......................................................................................... 292.5.3 Chuẩn độ oxi hóa – khử ..................................................................................... 322.5.4 Cách xác định điểm tươ ng đươ ng trong chuẩn độ điện thế ............................... 34

2.5.4.1 Phươ ng pháp đồ thị ..................................................................................... 342.5.4.2 Phươ ng pháp giải tích ................................................................................. 37

Chươ ng III: THỰ C NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ................................................................... 393.1 Hóa chất, thiết bị và dụng cụ .................................................................................... 39

3.1.1 Hóa chất ............................................................................................................. 39

3.1.2 Thiết bị và dụng cụ ............................................................................................. 39




vii

3.2 Thí Nghiệm ............................................................................................................... 393.2.1 Pha dung dịch chuẩn .......................................................................................... 39

3.2.1.1 Dung dịch chuẩn HCl 0,1N ......................................................................... 39

3.2.1.2 Dung dịch NaOH chuẩn 0,1N ..................................................................... 403.2.2 Chuẩn độ Na2CO3 bằng HCl 0,1N ..................................................................... 413.2.2.1 Cách tiến hành ............................................................................................. 413.2.2.2 Kết quả......................................................................................................... 41

3.2.3 Chuẩn độ Na3PO4 bằng HCl 0,1N ..................................................................... 453.2.3.1 Cách tiến hành: ............................................................................................ 453.2.3.2 Kết quả......................................................................................................... 46

3.2.4 Chuẩn độ H3PO4 bằng NaOH 0,1N ................................................................... 493.2.4.1 Cách tiến hành ............................................................................................. 493.2.4.2 Kết quả......................................................................................................... 50

3.2.5 Chuẩn độ hỗn hợ p NaOH + Na3PO4 bằng HCl 0,1N ......................................... 543.2.5.1 Cách tiến hành ............................................................................................. 543.2.5.2 Kết quả......................................................................................................... 54

3.2.6 Chuẩn độ hỗn hợ p NaOH + Na2CO3 bằng HCl 0,1N ........................................ 583.2.6.1 Cách tiến hành ............................................................................................. 583.2.6.2 Kết quả......................................................................................................... 59

Chươ ng IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................ 644.1 Kết luận ..................................................................................................................... 644.2 Kiến nghị ................................................................................................................... 64

PHỤ LỤC ........................................................................................................................... 65TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................. 66




viii

MỤC LỤC CÁC BIỂU BẢNGTrang

Bảng 1: Bảng số liệu chuẩn độ điện thế Na2CO3 bằng HCl ............................................... 41Bảng 2: Bảng số liệu chuẩn độ điện thế Na3PO4 bằng HCl ............................................... 46Bảng 3: Bảng số liệu chuẩn độ diện thế H3PO4 bằng NaOH ............................................. 50Bảng 4: Bảng số liệu chuẩn độ điện thế NaOH + Na3PO4 bằng HCl ................................ 54Bảng 5: Bảng số liệu chuẩn độ điện thế NaOH + Na2CO3 bằng HCl ................................ 59




ix

MỤC LỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 1. Pin 2H+ /H2-Zn2+ /Zn ................................................................................................. 4Hình 2. Điện cực Calomen bão hòa ...................................................................................... 9Hình 4. Thiết bị để tiến hành chuẩn độ điện thế ................................................................. 22Hình 5: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa sức điện động và thể tích chất chuẩn ............ 24

Hình 6. Dạng đườ ng cong E = f(X) và )( X f dX

dE = ........................................................... 27

Hình 7. Đườ ng cong dạng )(2

2

X f dX

E d = ............................................................................. 28

Hình 8: Đườ ng cong chuẩn độ hỗn hợ p các ion I-

và Cl-

bằng AgNO3 .............................. 28Hình 9: Đườ ng cong chuẩn độ điện thế oxy hóa – khử ion Fe2+ bằng Ce4+ ....................... 34Hình 10: Đồ thị sự phụ thuộc thế của điện cực chỉ thị vớ i thể tích chất chuẩn.................. 35Hình 11: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của thế trên thể tích từng phần của chất chuẩn ...... 35Hình 12: Đườ ng cong Gran ................................................................................................ 37




Phươ ng Pháp Chuẩn Độ Điện Thế

GVHD: ThS Lâm Phướ c Điền SVTH: Huỳnh Chí CảnhTrang 1

LỜ I MỞ ĐẦU

Như chúng ta đã biết, phươ ng pháp chuẩn độ thể tích là sử dụng mắt nhận biết sự đổi màu đột ngột của chất chỉ thị màu để dừng chuẩn độ, đọc thể tích thuốc thử tiêu tốn.

Dựa vào thể tích này tính đượ c nồng độ của chất cần xác định.

Phươ ng pháp chuẩn độ thể tích có những hạn chế sau:

1. Đôi khi không chọn đượ c chỉ thị màu thích hợ p để xác định điểm tươ ng đươ ng đối

vớ i một số hệ hoặc chọn đượ c chỉ thị nhưng có chỉ số chuẩn độ (pT) khác xa vớ i điểm

tươ ng đươ ng dẫn đến sai số lớ n. Một vài trườ ng hợ p không chọn đượ c chỉ thị phù hợ p

phải dùng dung dịch đối chứng.2. Dùng mắt để nhận biết, cho nên mắt không đủ nhạy để nhận ra sự thay đổi màu của

các hệ có màu mạnh. Ngoài ra, mắt mỗi ngườ i phát hiện sự đổi màu đột ngột của chất chỉ

thị theo sự chủ quan khác nhau, dẫn đến thể tích đọc khác nhau và xác định nồng độ của

chất nghiên cứu sẽ khác nhau.

3. Phươ ng pháp chuẩn độ thể tích chỉ xác định đượ c nồng độ lớ n hơ n 10-3M.

Chính vì có những hạn chế trên của phươ ng pháp chuẩn độ thể tích mà phươ ng pháp

chuẩn độ điện thế ra đờ i. Phươ ng pháp này đã khắc phục đượ c những hạn chế của phươ ngpháp chuẩn độ thể tích. Phươ ng pháp chuẩn độ điện thế có khả năng thực hiện hầu hết

những phép chuẩn độ trong phươ ng pháp chuẩn độ thể tích. Phươ ng pháp này đặc biệt ưu

việt đối vớ i dung dịch đục, có màu sẫm và nồng độ của chất cần xác định nhỏ tớ i cỡ

10-5M.

Chúng tôi thực hiện đề tài “ Phươ ng pháp chuẩn độ điện thế” nhằm nghiên cứu

cơ sở lý thuyết về phươ ng pháp phân tích này, đồng thờ i thực hành một vài bài thí nghiệm

liên quan để kiểm tra độ chính xác và đánh giá khả năng thực hiện của phươ ng pháp trong

phòng thí nghiệm thông thườ ng.






Chươ ng I: TỔNG QUAN

1.1 Một số khái niệm cơ bản

1.1.1 Các phản ứ ng điện hóa

Các phản ứng oxy hóa khử là các phản ứng trao đổi electron:

Chất oxy hóa + ne Chất khử

Trong quá trình (1) chất oxy hóa nhận electron, ta nói nó bị khử. Trong quá trình(2) chất khử cho electron, ta nói nó bị oxy hóa.

Các phản ứng oxy hóa-khử có thể xảy ra theo hai cách:

1/ Thêm chất khử (2) vào dung dịch chất oxy hóa (1), các electron sẽ chuyển từ

chất này sang chất kia:

Oxy hóa (1) + khử (2) khử (1) + oxy hóa (2)

Quá trình đó gọi là phản ứng hóa học.

2/ Có thể thiết lập những điều kiện để cho các electron chuyển từ dây dẫn kim loại

nhúng trong dung dịch chất oxy hóa tớ i các ion hay phân tử của chất oxy hóa đó hoặc

chuyển các electron từ các ion hay phân tử của chất khử đến dây dẫn kim loại nhúng trong

dung dịch chất khử, tức các chất oxy hóa và khử không trực tiếp tác dụng vớ i nhau mà

electron di chuyển qua dây dẫn. Quá trình trao đổi electron như thế gọi là phản ứng điện

hóa.

Vậy: Phản ứng điện hóa là phản ứng trao đổi electron, tức là phản ứng oxy hóa-

khử, xảy ra trên hai điện cực.

1.1.2 Thế điện cự c

(1)

(2)






Khi nhúng một thanh kim loại vào nướ c hay vào dung dịch muối của nó, thì trên

ranh giớ i kim loại-dung dịch phát sinh một giá trị điện thế nào đó. Sở d ĩ như vậy, vì trên

ranh giớ i kim loại-dung dịch xuất hiện một lớ p điện kép. Ví dụ: Khi nhúng kim loại kẽm

vào dung dịch kẽm sunfat, quá trình sẽ diễn ra như thế nào? Chúng ta biết rằng, thế hóa

học của ion kẽm trong kim loại là một đại lượ ng cố định khi T=const. Còn thế hóa học

của ion kẽm trong dung dịch kẽm sunfat thì phụ thuộc vào nồng độ của dung dịch. Giả sử

kẽm sunfat trong dung dịch có nồng độ sao cho thế hóa học của ion kẽm trong dung dịch

nhỏ hơ n ion kẽm trong kim loại, khi đó các ion Zn2+ trong kim loại kẽm sẽ đi vào dung

dịch một cách tự diễn biến, ngh ĩ a là kẽm bị tan vào dung dịch

Zn0 - 2e Zn2+

Các elctron ở lại trong thanh kim loại, nên thanh kim loại mang điện âm. Do lực

hút t ĩ nh điện kẽm kim loại mang điện tích âm sẽ lôi kéo các ion dươ ng Zn2+ vừa mớ i tan

ra lại gần nó. Như thế là hình thành lớ p điện kép gồm một bản điện tích âm là thanh kim

loại, còn bản điện tích dươ ng là lớ p dung dịch chứa ion Zn2+ nắm sát bề mặt kim loại.

Hiện tượ ng trên sẽ xảy ra ngượ c lại nếu thế hóa học của ion kẽm trong dung dịch lớ n hơ nthế hóa học của ion kẽm trong kim loại. Đại lượ ng thế sinh ra trên giớ i hạn kim loại-dung

dịch gọi là thế nhảy vọt, nó đặc trưng cho khả năng oxy hóa khử của cặp ion kim loại

/kim loại (ở đây là cặp Zn2+ /Zn). Không thể xác định thế nhảy vọt bằng phươ ng pháp thực

nghiệm đượ c, vì vậy ngườ i ta phải dùng một khái niệm khác thay thế, đó là Thế điện cực.

Trong thực tế, khái niệm thế điện cực đượ c dùng một cách thuận tiện và phổ biến hơ n thế

thế nhảy vọt. Thế điện cực khác thế nhảy vọt ở chỗ: Thế điện cực của một điện cực bằng

sức điện động của một pin gồm một điện cực khảo sát và một điện cực chuẩn, có thể chấpnhận bằng không.

Ví dụ: Ngườ i ta không thể đo đượ c thế của điện cực kẽm và điện cực Hidro, nhưng

có thể đo đượ c sức điện động của pin đượ c ghép bở i hai điện cực trên.

H2(Pt) H+ Zn2+ Zn (1)






Sơ đồ (1) là kí hiệu của pin đượ c trình bày ở hình vẽ 1

Hình 1. Pin 2H+ /H2-Zn2+ /Zn

Theo quy ướ c thì sức điện động của pin bằng thế của điện cực bên phải trừ đi thế

của điện cực bên trái, và điện cực hydro đặt ở bên trái.

Esdd = Ep - Et

22 / 2 / H H Zn Znsdd E E E ++ −=

Cũng theo quy ướ c, ở điện cực phải xảy ra quá trình khử, và ở điện cực trái xảy ra

quá trình oxy hóa.

Zn2+ +2e Zn

H2 2H - 2e 2H+

Như vậy quá trình xảy ra trong pin là:

H2 + Zn2+ 2H+ + Zn

Nếu qui ướ c thế của điện cực Hydro đo trong điều kiện chuẩn2 H P =1at, (H+) = 1 là

00 / 2 2

=+ H H E thì ta sẽ có:






0

/ 2 Zn Znsdd E E +=

Như vậy: Thế điện cực của điện cực kẽm đượ c chấp nhận bằng sức điện động củapin (I). Nếu điện cực kẽm trong điều kiện chuẩn (Zn) = 1, thì sức điện động đó đượ c gọi

là thế điện cực tiêu chuẩn của điện cực kẽm.

Như vậy: Thế điện cực của một cặp oxy hóa khử là sức điện động của pin tạo bở i

điện cực của hệ oxy hóa-khử đó vớ i điện cực chuẩn Hydro vớ i qui ướ c điện cực chuẩn

Hydro đặt ở bên trái, và điện cực oxy hóa-khử liên quan đặt ở bên phải.

Dấu của thế điện cực đượ c chấp nhận là dươ ng nếu điện cực Hydro là điện cực âm

và điện cực bên phải (điện cực hệ oxy hóa-khử) là dươ ng. Ta nên nhớ rằng trong pin điện:

điện cực mang dấu dươ ng là điện cực có dòng electron chuyển đến nó, còn điện cực mang

dấu âm là điện cực sản sinh ra electron. Điều đó có ngh ĩ a là thế điện cực mang dấu dươ ng

nếu chiều dòng điện mạch ngoài đi từ phải sang trái và ngượ c lại.

Trong ví dụ trên, sức điện động của pin đo đượ c là 0,76V và vì điện cực kẽm là

điện cực âm và điện cực hydro là điện cực dươ ng nên:

V E Zn Zn

76,00

/ 2 −=+

1.1.3 Sự liên hệ giữ a thế và hoạt độ – Phươ ng trình Nernst

Khả năng oxy hóa-khử của các chất phụ thuộc vào thế oxy hóa khử của các cặp

oxy hóa-khử chứ không phải phụ thuộc vào thế điện cực tiêu chuẩn. Mối quan hệ giữa thế

oxy hóa-khử và hoạt độ của các chất trong dung dịch đượ c biểu diễn qua phươ ng trình

Nernst:

ở đây E0 là thế điện cực tiêu chuẩn

(Kh)

(Ox)

nF

RT + E = E ln0 (2)






n- số electron trao đổi

() chỉ số hoạt độ các chất.

Ví dụ:

aOx + mH+ + ne bkhử +2

mH2O

( ) ( )( )b

ma

k oxkh

H ox

nF

RT E E

+

+= ln0 /

[ ] [ ][ ]b

ma

b

kh

m H

aox

k oxkh

H ox

nF

RT

f

f f

nF

RT E E

+

++= +

lnln0 /

Kí hiệu:

[] chỉ nồng độ các chất

f- hệ số hoạt độ

Hệ số hoạt độ f phụ thuộc vào lực ion trong dung dịch theo công thức Debye-Huckel:

CI I Ba

I A f

i ++

=1

lg

I là lực ion của dung dịch

[ ]∑=2.

2

1i Z i I

a là bán bính ion hidrat hóa.

A, B, C là các hằng số.

Ta có thể viết:






[ ] [ ][ ]b

ma

o

kh

H ox

nF

RT E E

+

+= ln,

Vớ ib

kh

m

H

a

ox

f

f f

nF

RT E E

+

+= ln00,

khib

kh

m

H

a

ox

f

f f +

= const

,0 E là thế tiêu chuẩn thực, áp dụng cho từng trườ ng hợ p cụ thể.

Trong phươ ng trình (2) hoạt độ của các chất rắn nguyên chất, và của dung môi

thườ ng đượ c chấp nhận bằng 1 hoạt độ của các chất khí đượ c thay thế bằng áp suất riêng

phần của nó.

Ví dụ: Đối vớ i điện cực H2: 2H+ + 2e H2

( )2

2

0

/ 2ln

22 pH

H

F

RT E E

H H

+

+= +

Đối vớ i điện cực Ag, AgCl: AgCl + e Ag + Cl-

( )−+=

ClF

RT E E Ag AgCl

1ln0

/

1.2 ĐIỆN CỰ C

Để đo sức điện động của một pin, chúng ta phải có một điện cực chỉ thị làm việc

thuận nghịch vớ i ion cần nghên cứu và một điện cực so sánh có thế điện cực không đổi và

đượ c xác định chính xác theo thế của điện cực tiêu chuẩn.

Thực ra không có ranh giớ i chính xác giữa điện cực so sánh và điện cực chỉ thị.

Một điện cực chỉ thị cũng có thể là một điện cực so sánh tùy theo từng trườ ng hợ p sử

dụng.

Ví dụ: Điện cực Ag, AgCl là điện cực so sánh khi trong dung dịch có chứa ion Cl-

nồng độ cố định. Mặc khác nó cũng là điện cực chỉ thị để đo hoạt độ ion Cl- trong dung






dịch.

1.2.1 Điện cự c so sánh

Là điện cực có thế không đổi, không phụ thuộc vào thành phần dung dịch đo và đã

đượ c xác định theo thế của điện cực tiêu chuẩn.

Điện cực so sánh phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Phản ứng quyết định thế phải hoàn toàn thuận nghịch.

- Điện cực phải rất ít bị phân cực, ngh ĩ a là phải rất ít bị thay đổi khi có dòng điện

chạy qua.

- Phải có độ lập lại cao và phải có thế ổn định khi bảo quản lâu cũng như khi làm

việc trong các điều kiện khác nhau.

Sau đây là một vài điện cực so sánh hay sử dụng.

1.2.1.1 Điện cự c Calomen

Là điện cực khá thông dụng có độ thuận lợ i và độ lập lại cao. Thành phần điện cực

gồm thủy ngân, calomen và KCl.

Phản ứng điện cực là:

Hg2Cl2(r) + 2e 2Hg + 2Cl-

Thế điện cực phụ thuộc vào hoạt độ ion Cl-

( )22 /

1ln

222 −

+=

ClF

RT E E HgCl HgCal

( )20 ln2

−−= Cl

F

RT E E CalCal






Muốn cố định thế của điện cực Calomen, ta phải cố định hoạt độ ion Cl-

. Ngườ i tathực hiện điều đó bằng cách sử dụng dung dịch KCl bão hòa hay dung dịch KCl có nồng

độ xác định 0,1N hay 1N.

Thế của điện cực Calomen bão hòa là sức điện động của pin đượ c ghép bở i điện

cực Calomen bão hòa và điện cực chuẩn Hydro.

H2(Pt) H+ KClb.hòa , Hg2Cl2 Hg

Trên hình 2 có vẽ một dạng điện cực Calomen thườ ng dùng:

Hình 2. Điện cự c Calomen bão hòa

Điện cực Calomen thườ ng đượ c sử dụng nhờ có tính thuận nghịch và độ lập lại

cao, thiết bị đơ n giản và dễ bảo quản.

1.2.1.2 Điện cự c Bạc – Bạc Clorua

Điện cực Bạc – Bạc Clorua thườ ng dùng là một dây Platin phủ bạc kim loại và bên

ngoài phủ thêm một lớ p Bạc Clorua. Thành phần điện cực gồm có: Ag, AgCl, Cl-

Phản ứng điện cực: AgCl + e Ag + Cl-

Chứng tỏ thế của điện cực phụ thuộc hoạt độ ion Cl- trong dung dịch.

( )−−= Cl E E CalCal lg059,00

( ) 1=+ H






Phươ ng trình Nernst biểu diễn thế điện cực:

( )−+=

ClF RT E E Ag AgCl Ag AgCl 1ln0

/ /

( )−−= Cl

F

RT E Ag AgCl ln0

/

( )−−= Cl E Ag AgCl lg059,00

/

Thế tiêu chuẩn của điện cực là sức điện động của pin:

H2(Pt) H+, Cl- AgCl Ag

Điện cực Bạc-Bạc Clorua đượ c sử dụng làm điện cực so sánh trong trườ ng hợ p đo

không cầu nối. Điện cực Ag AgCl có độ lập lại cao, dễ chế tạo, kích thướ c nhỏ bé. Tuy

vậy để điện cực làm việc đượ c phải thêm vào dung dịch đo ion Cl- do đó có thể làm thay

đổi hệ nghiên cứu.

1.2.2 Điện cự c chỉ thị

Điện cực chỉ thị là điện cực làm việc thuận nghịch vớ i ion cần nghiên cứu. Những

điện cực muốn đượ c sử dụng như một điện cực chỉ thị phải đáp ứng các yêu cầu sau:

- Điện cực phải thuận nghịch, tức thế của điện cực phải liên hệ vớ i hoạt độ của ion

cần nghiên cứu qua phươ ng trình Nernst.

- Thế thiết lập nhanh và có độ lập lại cao.

- Cấu tạo, thiết bị đơ n giản để có thể sử dụng dễ dàng.

Có thể chia điện cực chỉ thị ra các loại:

1.2.2.1 Điện cự c tr ơ

=

== −+

at P

liongClliong H

H 1

/ 1)( / 1)(

2






Là điện cực không tham gia phản ứng điện hóa mà chỉ làm nhiệm vụ chuyển

electron. Trong môi trườ ng oxy hóa mạnh có thể dùng một số kim loại quí như Au, Pt hay

than chì và trong các môi trườ ng oxy hóa yêu hơ n có thể sử dụng Ag, Hg, Mo, W… Điện

cực trơ đượ c sử dụng để đo thế của hệ oxy hóa khử.

1.2.2.2 Điện cự c kim loại

Cấu tạo gồm một thanh kim loại nhúng trong dung dịch chứa ion của kim loại đó.

Sơ đồ biểu diển: M Mnn+

Phản ứng điện cực: Mnn+ + ne M

Thế của điện cực kim loại tính theo phươ ng trình Nernst

( )++= ++

n

M M M M M

nF

RT E E nn ln0

/ /

Ở 25oC phươ ng trình trên có thể viết là:

( )++= ++

n

M M M M M

n E E nn lg059,00

/ /

Ví dụ: Điện cực Ag Ag+, hay Cu Cu2+…

Điện cực kim loại thườ ng đượ c sử dụng để đo thế của dung dịch các ion kim loại

đó. Có thể sử dụng dướ i dạng hỗn hống.

1.2.2.3 Điện cự c chỉ thị Axit-Bazơ

Là những điện cực làm việc thuận nghịch vớ i ion H+ (ion hydro).

a. Điện cực Hydro:

Điện cực Hydro gồm một bản Platin trên bề mặt phủ một lớ p bột Platin (Đen

Platin) đượ c đặt trong một bình kính bão hòa khí hydro. Sơ đồ biểu diễn:






Pt(H2) H+

Phản ứng điện hóa: H2 – 2e 2H+

Bột Platin phủ ở bề mặt điện cực đóng vai trò xúc tác cho quá trình 2 giai đoạn của phản

ứng:

H2 2H

2H – 2e 2H+

Và còn chất hấp phụ hydro trên bề mặt điện cực để phản ứng xảy ra nhanh hơ n.

Thế của điện cực hydro phụ thuộc áp suất của khí hydro và hoạt độ ion hydro.

( )2

2

/ 2 / 2ln

222 pH

H

F

RT E E

H H H H

+

+= ++

Vì 02 / 2

=+ H H E , nên :

( )2

2

/ 2ln

22 pH

H

F

RT E

H H

+

=+

Khi at pH 12 = , thì

( )2

/ 2ln

22

+=+ H

F

RT E

H H

pH F

RT E

H H

3,22 / 2

=+

Khi đo vớ i áp suất hydro khác 1, phải tiến hành hiệu chỉnh cần thiết.

Điện cực hydro có tính thuận nghịch và độ lập lại cao nhưng thiết bị cồng kềnh, thế thiết

lập chậm, và dễ bị ngộ độc khi gặp các chất oxy hóa mạnh như HNO3, KMnO4, Cr2O72-

… Mặt khác nếu trong khí hydro sử dụng có lẫn tạp chất, nhất là oxy, rất nguy hiểm.






b. Điện cực quinhydron

Thành phần điện cực quinhydron gồm một bản platin nhúng trong dung dịch nghiên cứuchứa hỗn hợ p đồng phân tử quinon và hidroquinon. Quinhydron là một hệ oxy hóa khử

thuận nghịch, có ion hydro tham gia.

Phản ứng điện hóa:

Hoặc viết dướ i dạng qui ướ c:

Q + 2H+ + 2e H2Q

Thế của điện cực đượ c xác định theo phươ ng trình Nernst:

( ) ( )

( )Q H

Q H

F

RT E E Q H QQ H Q

2

2

0 / / ln

222

+

+=

[ ][ ]

( )2

22

0 / ln

2ln

2ln

22

++++= H

F

RT

Q H

Q

F

RT

Q fH

fQ

F

RT E Q H Q

ở đây [Q], [H2Q] là nồng độ của quinon và hydroquinon trong dung dịch, fQ và Q fH 2 là

hệ số hoạt độ của quinon và hydroquinone.

Trong dung dịch axit (Q)#(H2Q), nếu lực ion của dung dịch không quá cao, có thể

chấp nhận fQ # Q fH 2 , phươ ng trình trên sẽ trở thành:

( )++= H

F

RT E E Q H QQ H Q ln0

/ / 22

O

O

OH

OH

quinon hydroquinon

+ 2H+ + 2e






pH F

RT E Q H Q

3.20 / 2

−=

Như vậy điện cực quinhydron làm việc thuận nghịch vớ i ion hydro.

Điện cực quinhydron đơ n giản, thế ổn định và thiết lập nhanh, sử dụng thích hợ p

trong các phép chuẩn độ. Tuy vậy điện cực chỉ thị làm việc ở khu vực pH < 8 bở i vì trong

môi trườ ng kiềm có sự oxy hóa hydroquinone và sự phân li axit của nó làm cho tỉ số

[ ][ ]

12

≠Q H

Q. Điện cực cũng cho kết quả sai khi nồng độ muối trơ trong dung dịch tăng lên,

làm thay đổi hệ số hoạt độ của quinon và hydroquinone. Mặt khác khi đo phải thêmquinon và hydroquinone vào dung dịch có thể gây ảnh hưở ng đến dung dịch đo do các tác

dụng phụ của nó.

1.2.2.4 Điện cự c màng chọn lọc ion

Các điện cực màng chọn lọc ion làm việc theo cơ chế trao đổi ion. Các ion chuyển

từ một tướ ng này sang tướ ng khác mà không có các electron tham gia. Một trong các loại

màng phổ biến nhất là điện cực thủy tinh chọn lọc vớ i ion hydro.

1.2.2.4.1 Thành phần và cấ u t ạo của đ iện cự c thủ y tinh

Điện cực thủy tinh gồm 3 phần:

- Bầu điện cực

-

Thân điện cực

- Điện cực trong Hình 3. Điện cự c thủy tinh

a. Bầu điện cực là phần quan trọng nhất của điện cực, đượ c chế tạo bằng một loại

thủy tinh đặc biệt có thể làm việc thuận nghịch vớ i ion Hydro.

Phần lớ n các loại thủy tinh để chế tạo bầu điện cực thủy tinh đều chứa khoảng 60-

75% SiO2, 17-32% R2O, 3-16%MO hay M2O3. Ở đây R là kim loại kiềm hóa trị 1, M là






kim loại kiềm thổ hóa trị 2 hay kim loại hóa trị 3. Rất nhiều năm qua ngườ i ta đã sử dụng

thủy tinh Mac Inness – Dole có thành phần gồm 72% SiO2, 22% Na2O và 6% CaO.

Hiện nay loại thủy tinh trên đã đượ c thay đổi bằng loại thủy tinh có chứa Liti thay

cho ion Natri, như các loại thủy tinh chứa SiO2, Li2O, CaO hay SiO2, Li2O, BaO. Cụ thể

loại thủy tinh 17P của Liên Xô (cũ) chứa 69% SiO2, 24% Li2O, 3% CaO và 4% La2O3 cho

phép điện cực hoạt động ở khu vực pH từ 1 đến 12,5 trong khoảng nhiệt độ từ 15oC đến

100oC vớ i độ nhạy khá cao.

b. Thân điện cực: Làm bằng một loại thủy tinh bình thườ ng có nhiệt độ nóng chảy

tươ ng đối thấp (550oC).

c. Điện cực trong: Thườ ng là một điện cực so sánh nhúng trong dung dịch có thành

phần không đổi. Có thể là điện cực Bạc-Bạc Clorua hay điện cực Calomen.

Sơ đồ điện cực thủy tinh( có điện cưc trong là điện cực Bạc-Bạc Clorua).

Ag, AgCl HCl 0,1M Thủy tinh Dung dịch đo

1.2.2.4.2 Đặc tính của đ iện cự c thủ y tinh

Để cho điện cực thủy tinh có thể làm việc thuận nghịch vớ i ion Hydro, điện cực

phải luôn luôn đượ c ngậm nướ c. Thông thườ ng 1cm3 thủy tinh cần hấp phụ 50-100 mg

nướ c.

Khi giữ điện cực thủy tinh trong nướ c một thờ i gian ngắn, các phân tử dung môi sẽ

thấm qua bề mặt khung mạng silicat, làm cho điện cực trươ ng phồng. Khi đó các ion

trong khung mạng silicat ở bề mặt sẽ trở nên hydrat hóa và sẽ trao đổi vớ i các proton ở

dung dịch tươ ng ứng.

M+TT + H+

dd M+dd + H+

TT

Phản ứng xảy ra ở bề mặt của bầu điện cực thủy tinh: Mặt trong vớ i dung dịch

trong, mặt ngoài vớ i dung dịch ngoài. Giữa hai lớ p có một bướ c nhảy thế, thế đó đượ c đo

)( x pH






bằng điện cực trong. Các ion có thể tích lớ n hơ n 1 dể dàng bị giữ lại trong khung mạng

thủy tinh và hầu như không tham gia vào phản ứng trao đổi của ion như các ion Li+, Na+.

Quá trình trao đổi ion trên các bề mặt trong và ngoài của lớ p thủy tinh hydrat hóa xảy ra

cho đến khi nào tất cả các tâm trướ c đây là của ion Li+ ( hay ion Na+) đượ c thay thế bằng

các ion H+.

Lớ p thủy tinh không đượ c hydrat hóa thì không xảy ra quá trình trao đổi này và ion

Li+ ở đó không thay thế bằng ion H+ đượ c.

Sơ đồ cắt bầu điện cực thủy tinh đượ c hydrat hóa có thể biểu diễn như sau:

TT

Dung dịch trong Lớ p hydrat hóa Lớ p thủy tinh khô Lớ p thủy tinh Dung

(HCl 0,1N) ở bề mặt trong hydrat hóa ở dịch

bề mặt ngoài ngoài

Bề mặt ngang Bề mặt ngăn

cách 1 có thế E1 cách 2 có thế E2

Ta có thể thấy, thế tổng cộng của điện cực thủy tinh ( thế của điện cực thủy tinh)

xuất hiện do hai nguyên nhân:

- Bở i sự khác nhau giữa các thế trên trên bề mặt ngăn cách pha, có liên quan tớ i quá

trình trao đổi ion ở các lớ p hydrat hóa mặt trong và mặt ngoài.

- Các thế khuếch tán, giống như thế khuếch tán lỏng, do độ linh động khác nhau của

các proton và các ion Liti ( hay kim loại kiềm khác ). Tuy nhiên, nếu các proton

trao đổi hoàn toàn vớ i các ion trên bề mặt bầu điện cực ở cả hai mặt trong và

ngoài, nếu chấp nhận rằng hai bề mặt hoàn toàn giống nhau về cấu tạo thì ta có thể

chấp nhận rằng hai thế khuếch tán đó cần phải triệt tiêu nhau. Như vậy thế tổng

cộng của điện cực thủy tinh sẽ đượ c tính bằng tổng hai thế xuất hiện trên hai bề






mặt phân cách pha E1 và E2.

ETT = E1 + E2

Dựa vào kết quả đã đượ c xác định của nhiệt động học, mỗi một thế ở bề mặt chia

cách pha đượ c biểu diễn bằng tỉ số hoạt độ ion hydro ở bên phải bề mặt vớ i hoạt độ ion

hydro ở bên trái bề mặt, ta có:

( )( )

( )( ),

2

2

1

,

1 lnln+

+

+

+

−−=

H

H

F

RT

H

H

F

RT E TT

( ) ( )( ) ( ),

21

2

,

1.ln++

++

−=

H H

H H

F

RT

( ) ( )21 , ++ H H - hoạt độ ion H+ ở bề mặt phân chia (1) và (2)

( ) ( ),

2

,

1 , ++ H H - hoạt độ ion H+ ở bề mặt phân chia trong các lớ p hydrat hóa (1) và (2)

Nếu như ( ),+ H ở các bề mặt phân chia đượ c hydrat hóa (1) và (2) là giống nhau thì ta có:

( )( )

( )( )1

2

1

2 lg3,2

ln+

+

+

+

−=−= H

H

F

RT

H

H

F

RT E TT

Như vậy thế tổng cộng trên bề mặt phân chia pha chỉ phụ thuộc vào hoạt độ của

ion hydro ở hai dung dịch tiếp xúc vớ i bầu thủy tinh của điện cực. Nếu ta chấp nhận

( )1+ H - hoạt độ của dung dịch ở bên trong bầu điện cực – là không đổi thì ta sẽ có:

( )2lg3,2 +

−= H F

RT K E TT

Vớ i K = const, ở 25oC, ta có:

pH K E TT 059,0+=






Như vậy: Bất kỳ một sự thay đổi nào của thế điện cực thủy tinh đều có liên hệ vớ i

sự thay đổi thế trên bề mặt phân chia giữa bề mặt ngoài đã hydrat hóa của điện cực và

dung dịch tiếp xúc vớ i nó. Dựa vào thế trên bề mặt phân chia hai tướ ng có thể tính đượ c

pH của dung dịch tiếp xúc vớ i nó. Công thức pH K E TT 059,0+= chứng tỏ điện cực thủy

tinh làm việc thuận nghịch vớ i ion hydro. Sơ đồ biểu diễn khi đo pH bằng điện cực thủy

tinh khi sử dụng điện cực so sánh Calomen:

Ag, AgCl HCl Thủy tinh Dung dịch X KCl, Hg2Cl2 Hg

Điện cực thủy tinh

Điện trở : Một trong các đặc tính của điện cực thủy tinh là điện trở quá lớ n. Bình

thườ ng điện trở có thể từ 15 đến 200 MΩ . Điện trở của điện cực thủy tinh thay đổi phụ

thuộc vào kích thướ c của bầu điện cực, bề dày của màng thủy tinh và thành phần của thủy

tinh.. Bề dày của bầu điện cực thủy tinh rất nhỏ, khoảng từ 54 đến 130 µ và điện trở của

điện cực thủy tinh dao động trong khoảng từ 10 đến 500 MΩ .

Do điện trở của điện cực thủy tinh lớ n nên khi đo pH của dung dịch có sử dụng

điện cực thủy tinh ngườ i ta không thể dùng điện thế kế bình thườ ng đượ c mà phải dùng

loại đặc biệt. Đó là pH mét.

Thế bất đối: Do sự khác nhau ít nhiều giữa hai lớ p màng của bầu điện cực nên

chúng sẽ hoạt động khác nhau.Vì vậy nếu thành phần dung dịch trong hoàn toàn đồng

nhất vớ i dung dịch ngoài thì giữa điện cực trong và điện cực so sánh, mặc dù chọn giống

nhau, ví dụ đối vớ i mạch đo:

Ag AgCl, HCl Thủy tinh HCl, AgCl Ag

cũng sẽ xuất hiện một hiệu điện thế, đại lượ ng này gọi là thế bất đối.

Thế bất đối thay đổi tùy theo từng điện cực, thay đổi theo thờ i gian đo và theo tuổi

M 1,0 X pH bh

M 1,0 M 1,0






của điện cực.

Những nguyên nhân quan trọng có thể gây ra thế bất đối là:

- Do sự khác nhau của hai màng thủy tinh ở bầu điện cực từ lúc chế tạo.

- Sự mất nướ c ở bề mặt trươ ng phồng của điện cực do bị để khô lâu ngày hay do tiếp

xúc vớ i các chất hút nướ c mạnh.

- Bề mặt của điện cực bị tổn hại do va chạm cơ học hay do bị hóa chất ăn mòn.

- Điện cực bị mất khả năng trao đổi ion do bề mặt hấp thụ các chất hoạt động bề

mặt.






Chươ ng II: CHUẨN ĐỘ ĐIỆN THẾ

Một trong những ứng dụng quan trọng nhất của phươ ng pháp điện thế là chuẩn độ

điện thế. Chuẩn độ điện thế là phép chuẩn độ trong đó sự thay đổi của sức điện động của

một pin nguyên tố Gavanic là hàm số của lượ ng thuốc thử thêm vào. Bở i vậy trong phép

chuẩn độ điện thế ngườ i tiến hành chuẩn độ và theo dõi sự thay đổi thế của dung dịch cần

chuẩn độ và từ đó xác định điểm tươ ng đươ ng.

Mục đích chính của phươ ng pháp này là xác định đượ c điểm tươ ng đươ ng vớ i độ

chính xác và độ lập lại cao. Mặc khác đườ ng cong chuẩn độ có thể cho ta biết nhữngthông tin nhiệt động học khác (như các hằng số phân li các axit yếu, các hằng số tạo thành

của các ion phức…).

So vớ i các phươ ng pháp xác định điểm tươ ng đươ ng khác, phươ ng pháp chuẩn độ

điện thế có nhiều ưu điểm vì nó có thể áp dụng cho các hệ có màu sắc hay những hệ

không có chỉ thị màu (mà phươ ng pháp chuẩn độ thể tích không sử dụng đượ c). Mặt khác,

trong phươ ng pháp chuẩn độ điện thế ta có thể tránh đượ c những sai sót do chủ quan gâyra khi xác định điểm cuối chuẩn độ theo sự thay đổi màu của chỉ thị và cả những phép

chuẩn độ bắt buộc phải có đối chứng.

2.1 Các điều kiện cơ bản của chuẩn độ điện thế

- Phải có phản ứng hóa học xảy ra giữa thuốc thử và dung dịch chuẩn độ theo đúng

yêu cầu đòi hỏi của các phản ứng trong phân tích thể tích: phản ứng xảy ra nhanh, hoàn

toàn và đúng tỷ lượ ng.

- Phải có phản ứng chỉ thị thích hợ p, tức là phản ứng điện hóa xảy ra trên điện cực

chỉ thị. Nếu chất tham gia phản ứng chỉ thị là chất xác định, hoặc thuốc thử, hoặc sản

phẩm thì thế đo đượ c sẽ thay đổi trong suốt quá trình chuẩn độ và điểm tươ ng đươ ng sẽ

đượ c xác định dựa vào đồ thị E = f(x). Trong đó x là lượ ng thuốc thử cho vào khi chuẩn

độ.






Lượ ng chất tham gia phản ứng chỉ thị phải nhỏ hơ n rất nhiều so vớ i lượ ng chất

tham gia vào phản ứng chính của phép chuẩn độ.

Ngườ i ta phân biệt hai loại chuẩn độ điện thế: chuẩn độ điện thế có dòng và chuẩn

độ điện thế không dòng (phổ biến hơ n).

2.2 Đặc điểm của phươ ng pháp chuẩn độ điện thế

2.2.1 Phạm vi ứ ng dụng

Chuẩn độ điện thế không dòng đòi hỏi phải xác định thế cân bằng của những hệ oxy hóa-khử nhanh ( đôi khi đo thế hỗn hợ p). Trong trườ ng hợ p này, muốn theo dõi sự

biến thiên thế của hệ chậm ta cần thêm vào dung dịch chất chỉ thị thế.

Chuẩn độ điện thế có dòng cho phép ta sử dụng các hệ rất chậm nếu chất cần điện

phân hay thuốc thử có thể bị oxy hóa hay bị khử hoặc nếu chọn đượ c hệ chỉ thị thích hợ p.

2.2.2 Độ chính xác

Các phản ứng hóa học dùng trong phươ ng pháp điện thế phải xảy ra định lượ ng,

tuy vậy đôi khi cũng dùng những phản ứng xảy ra không định lượ ng. Trong trườ ng hợ p

này cần ngưng chuẩn độ khi tìm đượ c điểm tươ ng đươ ng bằng thực nghiệm hoặc cần tiến

hành chuẩn độ ngượ c.

Độ chính xác của phươ ng pháp chuẩn độ điện thế phụ thuộc việc đọc thể tích của

thuốc thử.

2.2.3 Độ nhạy

Độ nhạy của phươ ng pháp bị hạn chế do sự xác định thế ở nồng độ nhỏ. Khi nồng

độ bằng 10-5M thì dòng dư bắt đầu cản trở , đặc biệt khi chuẩn độ điện thế không dòng.

2.2.4 Máy móc






Khi chuẩn độ điện thế ta cần đo thế hiệu giữa hai cực. Nguyên tắc đo thế không

phụ thuộc vào việc đo sự biến thiên thế của một cực ( cực chỉ thị và cực so sánh ) hay sự

biến thiên của hai cực ( hai cực chỉ thị ).

Chuẩn độ không dòng, ta đo thế hiệu bằng milivon kế. Điện trở tươ ng đươ ng của

vôn kế phải rất lớ n (>1012Ω ) và cườ ng độ dòng trong mạch thực tế phải bằng 0.

2.3 Nguyên tắc

Phươ ng pháp chuẩn độ điện thế dựa trên việc đo thế của điện cực đượ c nhúng vào

dung dịch. Giá trị của thế phụ thuộc vào nồng độ của các ion tươ ng ứng trong dung dịch.

Thí dụ, thế điện cực bạc nhúng vào trong dung dịch muối bạc biến đổi cùng theo

sự biến đổi của ion Ag+ trong dung dịch. Do đó, bằng cách đo thế của điện cực nhúng vào

dung dịch một muối đã cho chưa biết nồng độ, có thể xác định đượ c hàm lượ ng của ion

tươ ng ứng trong dung dịch.

2.4 Kỹ thuật chuẩn độ điện thế Thiết bị để tiến hành chuẩn độ điện thế đượ c trình bày như hình vẽ dướ i đây :

1. Khuấy từ.

2. Điện cực so sánh.

3. Máy đo pH.

4. Điện cực chỉ thị.

5. Buret.

6. Cốc chuẩn độ.

Hình 4. Thiết bị để tiến hành chuẩn độ điện thế

Mở đầu ta cho thuốc thử (chất chuẩn) nhanh, từng ml một lần, gần điểm tươ ng






đươ ng thì cho ít lại khoảng 0,1ml và phải đợ i cân bằng đượ c thiết lập trướ c khi thêm phần

mớ i. Mỗi lần thêm chất chuẩn vào, cần thiết phải để cho điện cực chỉ thị có giá trị thế

không đổi (độ lệch không hơ n vài milivolt trong một phút).

2.5 Một số trườ ng hợ p chuẩn độ điện thế

Trong chuẩn độ điện thế có thể sử dụng các phản ứng như kết tủa, tạo phức, axit-

bazơ , và phản ứng oxi hóa - khử. Sau đây một vài trườ ng hợ p cụ thể :

2.5.1 Chuẩn độ kết tủa

Phươ ng pháp điện thế đượ c sử dụng để chuẩn độ kết tủa các ion Ag+, Hg2+, Pb2+ và

Zn2+. Ngoài ra cũng có thể chuẩn độ kết tủa một số anion như Cl-, Br-, I-, SCN- và

[Fe(CN)64-].

Điện cực chỉ thị có thế là điện cực kim loại, đượ c chế tạo từ kim loại mà cation của

nó tham gia phản ứng kết tủa ( như Ag, Hg, Zn,…).

Trong một vài trườ ng hợ p có thể sử dụng điện cực chỉ thị, là những điện cực mà

thế của nó có liên quan đến anion tham gia phản ứng kết tủa. Ngoài ra có thể sử dụng điện

cực chỉ thị màng chọn lọc đối vớ i các ion nghiên cứu.

Ví dụ : Chuẩn độ ion Cl- bằng dung dịch chuẩn Bạc Nitrat. Sử dụng điện cực chỉ

thị Ag/Ag+ và điện cực so sánh calomen bão hòa.

Sơ đồ mạch đo :

Hg Hg2Cl2, KClbảohòa KNO3 Dung dịch chứa Cl- Ag

Sau khi thêm một lượ ng nhỏ Bạc Nitrat, dung dịch trở thành bảo hòa đối vớ i AgCl

và điện cực chỉ thị sẽ là Ag/AgCl.

Phản ứng chuẩn độ :






Phản ứng chỉ thị :

Thế của điện cực chỉ thị theo phươ ng trình Nernst:

Nếu bỏ qua các thế khuếch tán thì sức điện động của pin có thể viết dướ i dạng:

calomen Ag AgClsdd E E E −= /

Như vậy giữa giá trị p(Cl-) và sức điện động của pin, đượ c tạo bở i hai điện cực trên

trong quá trình chuẩn độ, có sự phụ thuộc tuyến tính. Nếu ta vẽ sự phụ thuộc giữa sức

điện động và thể tích chất chuẩn dùng khi chuẩn độ ta vẽ đượ c đườ ng cong chuẩn độ có

dạng như sau:

Hình 5: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữ a sứ c điện động và thể tích chất chuẩn

Trong trườ ng hợ p ngượ c lại, khi chuẩn độ ion Ag+ bằng các ion halogenua X-,

chúng ta cũng có thể chứng minh đượ c sự phụ thuộc của thế trực tiếp vào nồng độ ion

)ln(0 /

−−= Cl

F

RT E E Ag AgCl Ag

calomen Ag AgCl

calomen Ag AgCl

E Cl pF

RT E

E ClF

RT E

−+=

−−=

−

−

)(23,0

)lg(23,0

0 /

0 /






Ag+ + e Ag

Ag + X-AgX+e

halogenua X-.

Ví dụ: Chuẩn độ ion Ag+

bằng ion halogenua X-

Phản ứng chuẩn độ:

Phản ứng chỉ thị:

(1) ( điện cực chỉ thị Ag Ag+)

hay có thể là:

(2) (điện cực chỉ thị Ag AgX)

Giả sử điện cực chỉ thị của ta là Ag/Ag+ thì phản ứng chỉ thị sẽ là phản ứng (1).

Thế của cực bạc lúc đó sẽ là:

)ln(0

/

++= + Ag

F

RT E E

Ag Ag Ag

]ln['0

/

++= + Ag

F

RT E

Ag Ag

+++ += Ag Ag Ag Ag Ag

f F

RT E E ln0

/

'0

/

Giả sử nồng độ ban đầu của Ag+ là C (mol/l) và của ion halogenua là X (mol/l) ta

sẽ có:






Theo qui tắc tích số tan ta có:

Tt’AgX = [Ag+

][X-

]

hay

Tt’AgX = (C-X+x)(x) (1)

Tt’AgX – tích số tan điều kiện; 11' −−+−= X Ag AgX AgX f f Tt Tt

Thế của điện cực Ag/Ag+ theo phươ ng trình Nernst có thể viết:

)ln('0

/ x X C

F

RT E E

Ag Ag Ag +−+= + (1’)

Để xác định điểm tươ ng đươ ng ta sẽ đồ thị E = f(X). Muốn vậy cần nghiên cứu

dạng đườ ng cong này. Lấy đạo hàm bậc một dE theo dX của phươ ng trình (1) ta có:

x X C

dX

dx

T

R

dX

dE

+−

+−

=

1(

. (2)

Từ phươ ng trình (1) ta có:

0)()1( =+−++−dX

dx x X C x

dX

dx

hay:

x X C

x

dX

dx x x X C

dX

dx

2)2(

+−=→=+− (3)

Thay biểu thức (3) vào phươ ng trình (2) và sau khi tổ hợ p ta có:

+−−=

x X C F

RT

dx

dE

2

1 (4)

Lấy đạo hàm bậc hai từ phươ ng trình (4) ta có:






+−

+−

=22

2

)2(

21

x X C

dX

dx

F

RT

dX

E d

+−

−−=

32

2

)2(

)(

xF C

X C

F

RT

dX

E d

02

2

=dX

E d khi C = X

Như vậy hàm số y = f(X) sẽ có điểm uốn tại điểm tươ ng đươ ng trên đồ thị và đồ

thị )( X f dX

dE = sẽ có cực trị tại điểm tươ ng đươ ng, khi đó C = X.

Sau đây là các dạng đườ ng cong E = f(X), )( X f dX

dE = , )(

2

2

X f dX

E d =

Hình 6. Dạng đườ ng cong E = f(X) và )( X f dX

dE =






Hình 7. Đườ ng cong dạng )(2

2

X f dX

E d =

Trong trườ ng hợ p chuẩn độ hổn hợ p các halogenua thì đườ ng cong chuẩn độ có

dạng từng nấc. Ví dụ, đườ ng cong chuẩn độ hỗn hợ p các ion I- và Cl- bằng AgNO3 có

dạng như sau:

Hình 8: Đườ ng cong chuẩn độ hỗn hợ p các ion I- và Cl- bằng AgNO3






Khi chuẩn độ Zn2+ bằng Kali ferocyanua theo phản ứng kết tủa:

2Zn2+

+ Fe(CN)6

4-

Zn2[Fe(CN)6]

Ngườ i ta phải cho một lượ ng xác định K3[Fe(CN)6] vào hỗn hợ p chuẩn độ và đo

thế oxy hóa-khử của cặp [Fe(CN)63-]/[Fe(CN)6

4-] trong qui trình chuẩn độ.

Phản ứng chỉ thị: Fe(CN)63- + e Fe(CN)6

4-

Ta có :

[ ][ ]−

−

+= −− 46

360

)( / )( )()(ln4

636 CN Fe

CN Fe

F

RT E E

CN FeCN Fe

Vì [ ]−36)(CN Fe = const = a

Và [ ] [ ][ ]22

462

,46

)()(

+

−

−=

Zn

CN Fe ZnTt CN Fe

nên:

[ ] [ ]+−+−+= −−

2,36

0

)( / )(ln

2ln)(ln4

636

ZnF

RT Tt

F

RT CN Fe

F

RT E E

CN FeCN Fe

[ ]++=

201 ln

2 Zn

F

RT E E vớ i [ ] ,3

60

)( / )(

01 ln)(ln4

636

Tt F

RT CN Fe

F

RT E E

CN FeCN Fe −+=

−

−−

Như vậy thế phụ thuộc vào nồng độ của ion Zn2+ ( là chất cần chuẩn độ) hay phụ

thuộc lượ ng chất chuẩn ta đã dùng để chuẩn độ Fe(CN)64-, theo phươ ng trình:

[ ] [ ]−−−+= −−

46

36

0

)( / )()(ln)(ln4

636

CN FeF

RT CN Fe

F

RT E E

CN FeCN Fe

2.5.2 Chuẩn độ Axit- Bazơ

Chuẩn độ điện thế axit- bazơ đượ c sử dụng nhiều hơ n bất cứ phươ ng pháp nào






khác. Nó đượ c sử dụng để chuẩn độ axit- bazơ trong môi trườ ng không nướ c và đượ c sử

dụng để xác định điểm tươ ng đươ ng trong phép chuẩn độ các chất có màu và các dung

dịch có độ đục cao, nhờ các ưu điểm của điện cực thủy tinh, điện cực Calomen và máy đo

pH. Chúng ta đã biết rằng giữa giá trị pH của dung dịch và thế của điện cực thủy tinh,

cũng như của các loại điện cực chỉ thị axit – bazơ khác, có sự phụ thuộc tuyến tính. Việc

chứng minh cho thấy đồ thị phụ thuộc E – X hay pH – X (X là lượ ng chất chuẩn axit hay

kiềm dùng để chuẩn độ) có điểm uốn tại điểm tươ ng đươ ng. Đồ thị ' X dX

dE − hay

' X dX

dpH − có cực đại và đồ thị ''

2

2

X dX

E d − hay ''

2

2

X dX

pH d − triệt tiêu tại điểm tươ ng

đươ ng.

Hầu hết các dụng cụ sử dụng để đo pH đều đượ c hiệu chuẩn trực tiếp theo đơ n vị

pH. Trong các phép chuẩn độ điện thế axit – bazơ , thườ ng ghi giá trị pH phụ thuộc vào

lượ ng chất chuẩn đã thêm vào, hơ n là giá trị pH theo sự thay đổi thế điện cực.

Khi sử dụng phươ ng pháp đồ thị hay phươ ng pháp giải tích (phươ ng pháp tính

toán) để tìm điểm chuẩn độ điện thế axit – bazơ có thể sử dụng các đại lượ ngV

pH

∆

∆ và

2

2

V

pH

∆

∆ (hay

pH

V

∆

∆ - dùng khi sử dụng đườ ng cong Gran).

Chuẩn độ điện thế axit – bazơ có nhiều ưu điểm khác nữa, bằng phươ ng pháp này,

chúng ta có thể :

a, Vẽ toàn bộ đườ ng cong chuẩn độ để nghiên cứu hỗn hợ p axit hay bazơ trong

dung môi nướ c hoặc không nướ c.

b, Sử dụng phươ ng pháp đồ thị hay tính toán để tìm điểm tươ ng đươ ng trong phép

phân tích hệ nhiều cấu tử.

c, Thu đượ c nhiều thông tin định lượ ng về axit và bazơ .






Ví dụ : Khi chuẩn độ axit photphoric bằng dung dịch chuẩn Natrihydroxit, chúng ta thu

đượ c đườ ng cong có 2 bậc, tươ ng ứng vớ i các phản ứng:

Ở điểm giữa của đườ ng cong từ đầu đến điểm tươ ng đươ ng một (TĐ1) nồng độ axit

photphoric và ion dihydrophotphat là bằng nhau:

[H3PO4] = [H2PO4-

]

Từ biểu thức cân bằng:

Ta có thể rút ra kết luận rằng tại thờ i điểm đó, khi:

[H3PO4] = [H2PO4-] thì pH1 = pKa1

Tươ ng tự như vậy ta cũng có thể biết đượ c rằng pKa2 = pH2 (giá trị pH tại điểm

giữa đườ ng cong chuẩn độ từ điểm tươ ng đươ ng 1 đến điểm tươ ng đươ ng tươ ng 2, tại

thờ i điểm đó:

Điều kiện để chuẩn độ axit – bazơ bằng phươ ng pháp điện thế : đối vớ i các axit

yếu thì độ chính xác của phép chuẩn độ phụ thuộc nồng độ C của axit và hằng số phân lyK của nó.

Nếu Kc = 10-11 thì sai số ≈ 0,3%

Nếu Kc = 10-10 thì sai số ≈ 0,03%

Khi chuẩn độ các axit có nồng độ C = 10-3 thì hằng số phân li K phải lớ n hơ n hoặc

][

]][[

43

421

PO H

PO H H K

a

−+

=

][

]][[

42

24

2 −

−+

=PO H

HPO H K

a






bằng 10-9 – 10-10 mớ i đảm bảo độ chính xác cần thiết.

Các đa axit đượ c coi là hỗn hợ p của nhiều đơ n axit có nồng độ bằng nhau, có thể chuẩn độ chính xác từng nấc riêng lẻ nếu tỉ số giữa các hằng số phân li đủ lớ n :

2.5.3 Chuẩn độ oxi hóa – khử

Phản ứng chuẩn độ ở đây là phản ứng oxy hóa – khử. Phản ứng điện hóa cũng là ½

phản ứng chuẩn độ (tức là phản ứng oxy hóa – hay là phản ứng khử).

Điện cực chỉ thị thườ ng sử dụng là điện cực trơ (điện cực platin, vàng, paladi hay

than chì) và điện cực so sánh là điện cực Calomen. Nếu ion Cl- không ảnh hưở ng xấu đến

phản ứng oxi hóa – khử thì có thể nhúng trực tiếp vào dung dịch đo, ngượ c lại, nếu ion Cl-

có tham gia vào phản ứng oxi hóa – khử thì ta phải sử dụng cầu muối KNO3 hay một loại

thích hợ p khác.

Ví dụ điển hình của chuẩn độ oxy hóa – khử là phép chuẩn độ ion Fe2+ bằng dungdịch chuẩn xeri sulfat Ce(SO4)2.

Phản ứng chuẩn độ : Fe2+ + Ce4+ Fe3+ + Ce3+

Phản ứng chỉ thị có thể là một trong hai phản ứng sau đây :

Fe2+ - e Fe3+

Ce4+ + e Ce3+

Phản ứng chuẩn độ là phản ứng hóa học nhanh. Hai hệ Fe3+ /Fe2+ và Ce4+ /Ce3+ là

hai hệ nhanh đối vớ i cực Platin. Trướ c điểm tươ ng đươ ng trong dung dịch có một lượ ng

lớ n các ion Fe3+, Ce3+, Fe2+, cực chỉ thị nhanh chóng đạt tớ i giá trị thế ổn định, biểu diễn

bằng phươ ng trình :

)10( 5

2

1≈

K

K






][

][lg

3,22

30

/ 23+

+

+= ++

Fe

Fe

F

RT E E

FeFecb

−+= ++

x

x

F

RT E E

FeFecb 1lg

3,20

/ 23

ở đây x- là phần thêm vào của lượ ng xeri cần phản ứng vớ i tất cả lượ ng Fe2+. Tại khu

vực gần sát trướ c điểm tươ ng đươ ng thì nồng độ Fe2+ vô cùng bé và ion Fe2+ không còn

hoạt tính điện nữa. Các ion Fe3+ và Ce3+ là những ion có trong dung dịch vớ i nồng độ lớ n,

do đó ngườ i ta sẽ đo đượ c một thế hỗn hợ p không ổn định của cặp Fe3+ /Ce3+. Tươ ng tự

như vậy, ở khu vực gần sát ngay sau điểm tươ ng đươ ng thế đo đượ c cũng là thế hỗn hợ p

của cặp Fe3+ /Ce3+ vì lúc này nồng độ ion Ce4+ vô cùng nhỏ.

Thế hỗn hợ p không ổn định phụ thuộc vào trạng thái vật lý và chất liệu điện cực và

nói chung không đo đượ c.

Khi chuẩn độ qua điểm tươ ng đươ ng, ngoài Fe3+, Ce3+ trong dung dịch có một

lượ ng khá lớ n ion Ce4+ dư và đo đượ c thế cân bằng ổn định:

][

][lg

3,23

40

/ 34+

+

+= ++

Ce

Ce

F

RT E E

CeCecb

( )1lg3,20

/ 34 −+= ++ xF

RT E

CeCe

Đườ ng cong chuẩn độ điện thế oxy hóa – khử ion Fe2+ bằng Ce4+ đượ c biểu diễn

trên hình vẽ sau đây:






Hình 9: Đườ ng cong chuẩn độ điện thế oxy hóa – khử ion Fe

2+

bằng Ce

4+

2.5.4 Cách xác định điểm tươ ng đươ ng trong chuẩn độ điện thế

Để xác định điểm tươ ng đươ ng trong chuẩn độ điện thế ta có thể sử dụng một

trong các phươ ng pháp sau:

2.5.4.1 Phươ ng pháp đồ thị

Nguyên tắc cơ bản là nghiên cứu toàn bộ đườ ng cong chuẩn độ. Nếu ta vẽ đồ thị sự phụ thuộc thế của điện cực chỉ thị vớ i thể tích chất chuẩn thì trên đườ ng cong chuẩn độ sẽ

có điểm uốn, ở đó sự thay đổi của thế theo thể tích chất chuẩn đạt cực đại, ta có thể xác

định điểm tươ ng đươ ng là ở tại đây.






Hình 10: Đồ thị sự phụ thuộc thế của điện cự c chỉ thị vớ i thể tích chất chuẩn

Ta có thể vẽ đồ thị V

E

∆

∆ (sự thay đổi của thế trên thể tích từng phần của chất chuẩn)

như một hàm số của thể tích chất chuẩn. Đồ thị đượ c biểu diễn trên hình vẽ sau đây:

Hình 11: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của thế trên thể tích từ ng phần của chất chuẩn






Khi vẽ đồ thị )(v f V

E =

∆

∆ thì thể tích chất chuẩn V ở đây đượ c tính là trung bình

cộng giữa 2 giá trị thể tích tươ ng ứng vớ i các giá trị thế.

Ví dụ, tại thể tích V1 = 16,00 ml ta có thế E1 = 0,196 V

V2 = 16,10 ml E2 = 0,225 V

thì ta sẽ có: ∆E = E2 – E1 = 0,029 V = 29 mV

∆V = V2 – V1 = 0,10 ml

Giá trị thể tích V để vẽ đồ thị ứng vớ i đại lượ ng1,0

29=

∆

∆

V

E là giá trị V nằm giữa V1

và V2ở trên và có trị số là :

05,162

1,016

212

1 =+=−

+=V V

V V ml

Nếu như tất cả các hiệu số ( V2 – V1) đều bằng nhau thì ta có thể sử dụng∆

E để vẽ đồ thị (thay vì

V

E

∆

∆) còn nếu như không bằng nhau thì phải tính cụ thể từng giá trị

V

E

∆

∆.

Từ giá trị cực đại trên đồ thị sự phụ thuộcV

E

∆

∆ theo V chiếu xuống trục hoành sẽ

cho ta biết giá trị thể tích chất chuẩn tại điểm tươ ng đươ ng.

Một trườ ng hợ p khác của phươ ng pháp đồ thị là sử dụng đườ ng cong Gran – Nội

dung như sau: Thay vì vẽ đồ thị V

E

∆

∆ theo V thì ta vẽ đồ thị

E

V

∆

∆ theo V. Vì trướ c và sau

điểm tươ ng đươ ng trong chuẩn độ điện thế, giá trị E

V

∆

∆ phụ thuộc tuyến tính vớ i sự thay

đổi của thể tích chất chuẩn trên từ các giá trị thực nghiệm ta biểu diễn đượ c hai đườ ng

thẳng sẽ cắt nhau tại một điểm, ứng vớ i thể tích điểm tươ ng đươ ng.

Các phản ứng chuẩn độ, mặc dù không đáng kể vẫn xảy ra không hoàn toàn, nên






những điểm ở gần điểm cực trị của đườ ng cong Gran không tuân theo sự tuyến tính.

Đườ ng cong Gran đượ c biểu diển ở hình dướ i đây:

Hình 12: Đườ ng cong Gran

Đườ ng cong Gran rất đơ n giản thuận tiện cho việc sử dụng để tính điểm tươ ng

đươ ng vớ i độ chính xác cao và có ưu điểm là không đòi hỏi phải chuẩn độ đến khi đạt

đượ c điểm tươ ng đươ ng ( tại điểm này có sự trôi thế vì cân bằng đạt chậm).

2.5.4.2 Phươ ng pháp giải tích

Phươ ng pháp giải tích là một phươ ng pháp nhanh và đơ n giản để xác định điểm

tươ ng đươ ng. Cơ sở của phươ ng pháp này là dựa trên việc khi đạo hàm bậc hai 2

2

V E

∆∆ của

đườ ng cong chuẩn độ sẽ đạt giá trị không (0) tại một điểm, thì cũng tại điểm đó, đạo hàm

bậc một đạt giá trị cực đại, và qua điểm đó, đạo hàm bậc hai đổi dấu – điểm đó chính là

điểm ươ ng đươ ng. Như vậy chỉ cần tìm giá trị thể tích thuốc thử tươ ng ứng vớ iV

E

∆

∆ tại

điểm có giá trị max và 02

2

=∆

∆

V

E . Đó chính là thể tích thuốc thử chuẩn tại điểm tươ ng






đươ ng.

2

2

V E

∆

∆ đượ c tính như hiệu của từng cặp liền nhauV E ∆∆ .

Nhượ c điểm của phươ ng pháp tính toán này là việc điểm tươ ng đươ ng của phép

chuẩn độ trùng vớ i cực trị trên đồ thị )(v f V

E =

∆

∆ chỉ đúng cho trườ ng hợ p chuẩn độ vớ i

các hệ số tỉ lượ ng 1:1 như chuẩn độ X- bằng Ag+ hay Fe2+ bằng Ce4+, tức là trong các

trườ ng hợ p chuẩn độ đối xứng. Trong các trườ ng hợ p chuẩn độ vớ i các hệ số tỉ lượ ng

không bằng nhau, ví dụ như chuẩn độ ion Fe2+ bằng ion Cr2O72- hay Fe2+ bằng ion MnO4-

, tức là các trườ ng hợ p đườ ng cong chuẩn độ không đối xứng thì điểm tươ ng đươ ng

không trùng vớ i điểm cực đại trên đồ thị V

E

∆

∆.

Tuy nhiên vì sự khác nhau giữa giá trị thế khiV

E

∆

∆ đạt cực đại và giá trị thế tại

điểm tươ ng đươ ng ( tính theo lý thuyết ) là rất nhỏ, do đó trong phần lớ n các trườ ng hợ p

chuẩn độ cách biệt này có thể bỏ qua đượ c.






Chươ ng III: THỰ C NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ

3.1 Hóa chất, thiết bị và dụng cụ

3.1.1 Hóa chất

- Dung dịch H3PO4 đặc - Na2CO3

- NaOH khan - Na3PO4.12H2O

- Axit oxalic H2C2O4.2H2O - Dung dịch HCl đặc

- Phenoltalein - Na2B4O7.10H2O

- Metyl đỏ

3.1.2 Thiết bị và dụng cụ

- Máy đo thế - Erlen 250 ml

- Máy khuấy từ + cá từ - Bình định mức (100ml và 1000ml)

- Buret 25 ml - Becher (100, 150, 250 ml)

- Pipet, dung tích 10ml và 25ml. - Cân phân tích

3.2 Thí Nghiệm

3.2.1 Pha dung dịch chuẩn

3.2.1.1 Dung dịch chuẩn HCl 0,1N

Nguyên tắ c:






Từ HCl đậm đặc (khoảng 12N) ta pha dung dịch HCl có nồng độ lớ n hơ n 0,1N.

Sau đó xác định chính xác nồng độ bằng borax 0,1N. Tính thể tích cần thiết của dung dịch

HCl đã pha để khi thêm nướ c ta đượ c 1000ml dung dịch HCl 0,1N.

Cách tiế n hành:

- Pha dung d ịch borax 0,1N

Cân chính xác 1,9069 Na2B4O7.10H2O (381,37), hòa tan, sau đó cho vào bình định

mức 1000ml. Thêm nướ c cất đến vạch, đậy nút, lắc đều.

- Pha dung d ịch HCl nồng độ lớ n hơ n 0,1N

Ban đầu, ta lấy 10 ml HCl đậm đặc cho từ từ vào becher có chứa khoảng 200ml

nướ c cất. Sau đó, cho vào bình định mức 1000 ml. Thêm nướ c cất đến vạch, đậy nút, lắc

đều. Lấy 10ml dung dịch vừa pha cho vào erlen, thêm 1-2 giọt metyl đỏ. Chuẩn độ bằng

borax 0,1N cho đến khi dung dịch chuyển từ màu vàng sang hồng da cam.

Kết quả:

V1 = 10,6 ml V2 = 10,5 ml V3 = 10,6 ml

Vtb

= 10,57 ml

N x

C HCl 1057,0

10

57,101.0==

- Vậy ta hút ml x

9461057.0

1.01000= dung dịch HCl trên cho vào bình định mức 1000ml.

Thêm nướ c cất đến vạch, đậy nút , lắc đều, ta đượ c dung dịch HCl 0,1N.

3.2.1.2 Dung dịch NaOH chuẩn 0,1N

Ban đầu, ta pha NaOH vớ i nồng độ lớ n hơ n 0,1N từ NaOH rắn. Xác định nồng độ

chính xác bằng axit oxalic 0,1N. Sau đó ta tính toán để pha thành dung dịch NaOH 0,1N.

- Pha axit oxalic 0,1N

Cân chính xác 0,6304 g H2C2O4.2H2O ( 126,07 ), hòa tan, cho vào bình định mức

100ml. Thêm nướ c cất đến vạch, đậy nắp, lắc đều.

- Pha NaOH nồng độ lớ n hơ n 0,1N

Cân 4,5 g NaOH rắn, hòa tan, cho vào bình định mức 1000ml. Lấy 10 ml dung






dịch axit oxalic 0,1N cho vào erlen, thêm 2 – 3 giọt phenoltalein. Chuẩn độ bằng dung

dịch NaOH trên cho đến khi dung dịch từ không màu chuyển sang màu hồng.

K ế t quả:

V1 = 9,5 ml V2 = 9,5 ml V3 = 9,6 ml

Vtb = 9,53 ml

N x

C NaOH 105.053105.9

1.010==

- Vậy hút ml x

9531049.0

1.01000= dung dịch NaOH cho vào bình định mức 1000ml.

Thêm nướ c cất đến vạch, đậy nắp, lắc đều, ta đượ c dung dịch NaOH 0,1N.

3.2.2 Chuẩn độ Na2CO3 bằng HCl 0,1N

3.2.2.1 Cách tiến hành

- Cân 1,06g Na2CO3, hòa tan, và cho vào bình định mức 100ml. Pha loãng vớ i

nướ c cất đến vạch.

- Dùng pipet lấy 10ml dung dịch Na2CO3 vào erlen. Tiến hành chuẩn độ điện thế bằng dung dịch HCl 0,1N.

3.2.2.2 Kết quả

Bảng 1: Bảng số liệu chuẩn độ điện thế Na2CO3 bằng HCl

V E ∆E/∆V V’ ∆2E/∆

2V V’’

0 -218.3 7.2 0.25 14.6 0.5

0.5 -214.7 21.8 0.75 -8.4 1

1 -203.8 13.4 1.25 -1.4 1.51.5 -197.1 12 1.75 -0.4 2

2 -191.1 11.6 2.25 -0.2 2.5

2.5 -185.3 11.4 2.75 -1.2 3

3 -179.6 10.2 3.25 0.4 3.5

3.5 -174.5 10.6 3.75 -0.4 4

4 -169.2 10.2 4.25 0.4 4.5

4.5 -164.1 10.6 4.75 -1 5

5 -158.8 9.6 5.25 2.8 5.5

5.5 -154 12.4 5.75 -2.2 6

6 -147.8 10.2 6.25 2.8 6.5

6.5 -142.7 13 6.75 1.2 7






V E ∆E/∆V V’ ∆2E/∆

2V V’’

7 -136.2 14.2 7.25 2.8 7.5

7.5 -129.1 17 7.75 3.6 8

8 -120.6 20.6 8.25 2.4 8.4

8.5 -110.3 23 8.55 5 8.6

8.6 -108 28 8.65 3 8.7

8.7 -105.2 31 8.75 -2 8.8

8.8 -102.1 29 8.85 27 8.9

8.9 -99.2 56 8.95 -40 9

9 -93.6 16 9.05 31 9.1

9.1 -92 47 9.15 9 9.2

9.2 -87.3 56 9.25 3 9.3

9.3 -81.7 59 9.35 1 9.4

9.4 -75.8 60 9.45 9 9.5

9.5 -69.8 69 9.55 15 9.69.6 -62.9 84 9.65 16 9.7

9.7 -54.5 100 9.75 -30 9.8

9.8 -44.5 70 9.85 -20 9.9

9.9 -37.5 50 9.95 -3 10

10 -32.5 47 10.05 -10 10.1

10.1 -27.8 37 10.15 -11 10.2

10.2 -24.1 26 10.25 59 10.3

10.3 -21.5 85 10.35 -58 10.4

10.4 -13 27 10.45 1.8 10.6

10.5 -10.3 28.8 10.75 -7.8 11

11 4.1 21 11.25 -6.8 11.5

11.5 14.6 14.2 11.75 -4.8 12

12 21.7 9.4 12.25 2.6 12.5

12.5 26.4 12 12.75 -2 13

13 32.4 10 13.25 -2 13.5

13.5 37.4 8 13.75 -1.2 14

14 41.4 6.8 14.25 3.4 14.5

14.5 44.8 10.2 14.75 1.6 15

15 49.9 11.8 15.25 0.4 15.5

15.5 55.8 12.2 15.75 -2.4 16

16 61.9 9.8 16.25 4.2 16.5

16.5 66.8 14 16.75 0.8 17

17 73.8 14.8 17.25 2.6 17.517.5 81.2 17.4 17.75 -16.4 17.9

18 89.9 1 18.05 7 18.1

18.1 90 8 18.15 14 18.2

18.2 90.8 22 18.25 -13 18.3

18.3 93 9 18.35 12 18.4

18.4 93.9 21 18.45 8 18.5

18.5 96 29 18.55 -4 18.6

18.6 98.9 25 18.65 21 18.7

18.7 101.4 46 18.75 18 18.8

18.8 106 64 18.85 4 18.9

18.9 112.4 68 18.95 19 19






V E ∆E/∆V V’ ∆2E/∆

2V V’’

19 119.2 87 19.05 5 19.1

19.1 127.9 92 19.15 146 19.2

19.2 137.1 238 19.25 90 19.3

19.3 160.9 328 19.35 -129 19.4

19.4 193.7 199 19.45 -87 19.5

19.5 213.6 112 19.55 -49 19.6

19.6 224.8 63 19.65 -14 19.7

19.7 231.1 49 19.75 -11 19.8

19.8 236 38 19.85 -5 19.9

19.9 239.8 33 19.95 -3.4 20.1

20 243.1 29.6 20.25 -13.2 20.5

20.5 257.9 16.4 20.75 -5.4 21

21 266.1 11 21.25 -1.8 21.5

21.5 271.6 9.2 21.7522 276.2

a/ Phươ ng pháp giải tích

Nhìn bảng số liệu ta thấy rằng, thể tích tại điểm tươ ng đươ ng thứ nhất nằm trong

(9,7;9,8) và thể tích tại điểm tươ ng đươ ng thứ hai nằm trong khoảng (19,3;19,4). Nên ta

có thể tính đượ c thể tích ở hai điểm tươ ng đươ ng:

)(735,93016

161,07,91 mlV t đ =

++=

)(341,1912990

901,03,192 mlV t đ =

++=

Dựa vào thể tích ở hai điểm tươ ng đươ ng này, ta suy ra nồng độ của Na2CO3:

Ở điểm thứ nhất: M C CO Na 0974,0.

00,10

1,0.735,932

==

=> Sai số: 0,1 – 0,0974 = +0,26%

Ở điểm tươ ng đươ ng thứ hai: M C CO Na 0967,0

2

1.

00,10

1,0.34,1932

==

=> Sai số : 0,1 – 0,0967 = +0,33%






b/ Phươ ng pháp đồ thị

- Đồ thị E = f(V)

Xác định điểm tươ ng đươ ng bằng cách từ hai điểm uốn kẻ hai đườ ng thẳng song

song vớ i trục tung, cắt trục hoành ( VHCl ) ở V1 = 9,7 và V2 = 19,4. Từ đó suy ra 2 điểm

tươ ng đươ ng ở vị trí V1 = 9,7 ml và V2 = 19,4 ml.

Vậy tại điểm tươ ng đươ ng thứ nhất M C CO Na 097,000,10

1,0.7,932

==

=> Sai số : 0,1 – 0,097 = + 0,3%

Tại điểm tươ ng đươ ng thứ hai M C CO Na 097,021

.00,10

1,0.4,1932

==

=> Sai số : 0,1 – 0,097 = 0,3%

- Đồ thị )( ,V f V

E =

∆

∆






Xác định điểm tươ ng đươ ng bằng cách kẻ tiếp tuyến vớ i hai phía của hai cạnh hình

chuông, hai tiếp tuyến này cắt nhau tại tại một điểm. Từ điểm đó kẻ đườ ng thẳng song

song vớ i trục tung, cắt trục hoành tại V = 9,7. Suy ra điểm tươ ng đươ ng thứ nhất ở Vtđ1=

9,7ml. Tươ ng tự ta xác định đượ c điểm tươ ng đươ ng thứ hai ở Vtđ2 = 19,4ml.

Vậy tại điểm tươ ng đươ ng thứ nhất M C CO Na 097,000,10

1,0.7,932 ==

=> Sai số : 0,1 – 0,097 = + 0,3%

Tại điểm tươ ng đươ ng thứ hai M C CO Na 097,0

2

1.

00,10

1,0.4,1932

==

=> Sai số : 0,1 – 0,097 = 0,3%

3.2.3 Chuẩn độ Na3PO4 bằng HCl 0,1N


- Cân 1,31g Na3PO4.12H2O, hòa tan và cho vào bình định mức 100ml. Thêm nướ c

cất đến vạch.

- Dùng pipet hút 10ml dung dịch vừa pha cho vào cốc chuẩn độ. Chuẩn độ bằng






dung dịch HCl 0,1N.

3.2.3.2 Kết quả Bảng 2: Bảng số liệu chuẩn độ điện thế Na3PO4 bằng HCl

E V ∆E/∆V V’ ∆2E/∆

2V V”

-229.1 0 9 0.25 3.4 0.5

-224.6 0.5 12.4 0.75 2 1

-218.4 1 14.4 1.25 4.6 1.5

-211.2 1.5 19 1.75 8.6 2

-201.7 2 27.6 2.25 3.2 2.5

-187.9 2.5 30.8 2.75 28.2 2.9

-172.5 3 59 3.05 76 3.1

-166.6 3.1 135 3.15 11 3.2

-153.1 3.2 146 3.25 5 3.3

-138.5 3.3 151 3.35 11 3.4

-123.4 3.4 162 3.45 7 3.5

-107.2 3.5 169 3.55 31 3.6

-90.3 3.6 200 3.65 97 3.7

-70.3 3.7 297 3.75 -199 3.8

-40.6 3.8 98 3.85 -70 3.9

-30.8 3.9 28 3.95 -3 4

-28 4 25 4.05 50 4.1

-25.5 4.1 75 4.15 -16 4.2

-18 4.2 59 4.25 -20 4.3

-12.1 4.3 39 4.35 7 4.4

-8.2 4.4 46 4.45 -16 4.5

-3.6 4.5 30 4.55 -2 4.6

-0.6 4.6 28 4.65 2.45E-13 4.7

2.2 4.7 28 4.75 9 4.8

5 4.8 37 4.85 -10 4.9

8.7 4.9 27 4.95 2.4 5.1

11.4 5 29.4 5.25 -3.2 5.5

26.1 5.5 26.2 5.75 3.8 6

39.2 6 30 6.25 4 6.4

54.2 6.5 34 6.55 10 6.6

57.6 6.6 44 6.65 -7 6.7

62 6.7 37 6.75 2 6.8

65.7 6.8 39 6.85 5 6.9

69.6 6.9 44 6.95 0 7

74 7 44 7.05 45 7.1

78.4 7.1 89 7.15 -18 7.2

87.3 7.2 71 7.25 100 7.3

94.4 7.3 171 7.35 44 7.4

111.5 7.4 215 7.45 178 7.5

133 7.5 393 7.55 -136 7.6

172.3 7.6 257 7.65 -85 7.7

198 7.7 172 7.75 -101 7.8






E V ∆E/∆V V’ ∆2E/∆

2V V”

215.2 7.8 71 7.85 16 7.9

222.3 7.9 87 7.95 -67 8

231 8 20 8.05 18 8.1

233 8.1 38 8.15 -6 8.2

236.8 8.2 32 8.25 8 8.3

240 8.3 40 8.35 -16 8.4

244 8.4 24 8.45 -2.2 8.6

246.4 8.5 21.8 8.75 -6.2 9

257.3 9 15.6 9.25 -3.4 9.5

265.1 9.5 12.2 9.75 -5.2 10

271.2 10 7 10.25 0.4 10.5

274.7 10.5 7.4 10.75 -0.8 11

278.4 11 6.6 11.25

281.7 11.5



(3,7;3,8) và thể tích tại điểm tươ ng đươ ng thứ hai nằm trong khoảng (7,5;7,6). Nên ta có

thể tính đượ c thể tích ở hai điểm tươ ng đươ ng:

)(73,3

19997

971,07,31 mlV t đ =

++=

)(56,7136178

1781,05,72 mlV

t đ =

++=

Dựa vào thể tích ở hai điểm tươ ng đươ ng này, ta suy ra đượ c nồng độ của Na3PO4 :

Tại điểm tươ ng đươ ng thứ nhất M C PO Na 0373,0.00,10

1,0.73,343

==

=> Sai số: 0,0345-0,0373= - 0,28%

Tại điểm tươ ng đươ ng thứ hai M C PO Na 0378,02

1.

00,10

1,0.56,743

==

=> Sai số: 0,0345-0,0378= - 0,33%










tươ ng đươ ng ở vị trí V1 = 3,7 ml và V2 = 7,65 ml.

Vậy tại điểm tươ ng đươ ng thứ nhất M C PO Na 037,0.00,10

1,0.7,343 ==

=> Sai số: 0,0345 – 0,037 = - 0,25%


1.

00,10

1,0.65,743

==

=> Sai số: 0,0345 – 0,0383 = - 0,38%


E =

∆

∆










Vậy tại điểm tươ ng đươ ng thứ nhất M C PO Na 037,000,10

1,0.7,343 ==

=> Sai số: 0,0345 – 0,037 = - 0,25%


2

1.

00,10

1,0.6,743

==

=> Sai số: 0,0345 – 0,038 = -0,35%

3.2.4 Chuẩn độ H3PO4 bằng NaOH 0,1N


- Hút 2,8ml H3PO4 đặc 85% ( d = 1,71 Kg/L ) cho vào bình định mức 500ml có

chứa sẵn khoảng 200ml nướ c cất. Sau đó thêm cất đến vạch, đậy nắp, lắc đều.

- Hút 10ml H3PO4 đã pha cho vào cốc chuẩn độ. Chuẩn độ bằng dung dịch NaOH






0,1N.

3.2.4.2 Kết quả Bảng 3: Bảng số liệu chuẩn độ diện thế H3PO4 bằng NaOH

E V ∆E/∆V V’ ∆2E/∆

2V V”

302.7 0 -3.6 0.5 -0.2 1

299.1 1 -3.8 1.5 -0.4 2

295.3 2 -4.2 2.5 -1 3

291.1 3 -5.2 3.5 -0.7 4

285.9 4 -5.9 4.5 -0.9 5

280 5 -6.8 5.5 -1 6

273.2 6 -7.8 6.5 -3.9 7

265.4 7 -11.7 7.5 -3.3 7.8

253.7 8 -15 8.1 -8 8.2

250.7 8.2 -23 8.3 5.5 8.4

246.1 8.4 -17.5 8.5 -1.5 8.6

242.6 8.6 -19 8.7 -8.5 8.8

238.8 8.8 -27.5 8.9 -2.5 8.975

233.3 9 -30 9.05 1 9.1

230.3 9.1 -29 9.15 -9 9.2

227.4 9.2 -38 9.25 4 9.3

223.6 9.3 -34 9.35 -37 9.4

220.2 9.4 -71 9.45 40 9.5

213.1 9.5 -31 9.55 -73 9.6

210 9.6 -104 9.65 -46 9.7

199.6 9.7 -150 9.75 -73 9.8

184.6 9.8 -223 9.85 67 9.9

162.3 9.9 -222 9.95 65 10

140.1 10 -157 10.05 66 10.1

124.4 10.1 -91 10.15 3 10.2

115.3 10.2 -88 10.25 4 10.3

106.5 10.3 -84 10.35 22 10.4

98.1 10.4 -62 10.45 17 10.5

91.9 10.5 -45 10.55 8 10.6

87.4 10.6 -37 10.65 18 10.7

83.7 10.7 -19 10.75 -30 10.8

81.8 10.8 -49 10.85 15 10.9

76.9 10.9 -34 10.95 12.5 11.025

73.5 11 -21.5 11.1 4 11.2

69.2 11.2 -17.5 11.3 -7.5 11.4

65.7 11.4 -25 11.5 8.5 11.6

60.7 11.6 -16.5 11.7 0.5 11.8

57.4 11.8 -16 11.9 2.3 12.2

54.2 12 -13.7 12.5 2.3 13

40.5 13 -11.4 13.5 1.7 14

29.1 14 -9.7 14.5 -0.5 15

19.4 15 -10.2 15.5 -0.6 16






E V ∆E/∆V V’ ∆2E/∆

2V V”

9.2 16 -10.8 16.5 -1.9 17

-1.6 17 -12.7 17.5 1.2 17.8

-14.3 18 -11.5 18.1 -8 18.2

-16.6 18.2 -19.5 18.3 5 18.4

-20.5 18.4 -14.5 18.5 -4 18.6

-23.4 18.6 -18.5 18.7 -2.5 18.8

-27.1 18.8 -21 18.9 2 18.975

-31.3 19 -19 19.05 -7 19.1

-33.2 19.1 -26 19.15 2 19.2

-35.8 19.2 -24 19.25 5 19.3

-38.2 19.3 -19 19.35 -20 19.4

-40.1 19.4 -39 19.45 3 19.5

-44 19.5 -36 19.55 6 19.6

-47.6 19.6 -30 19.65 -26 19.7-50.6 19.7 -56 19.75 -18 19.8

-56.2 19.8 -74 19.85 -5 19.9

-63.6 19.9 -79 19.95 -2 20

-71.5 20 -81 20.05 -6 20.1

-79.6 20.1 -87 20.15 -16 20.2

-88.3 20.2 -103 20.25 57 20.3

-98.6 20.3 -46 20.35 -56 20.4

-103.2 20.4 -102 20.45 -54 20.5

-113.4 20.5 -156 20.55 19 20.6

-129 20.6 -137 20.65 62 20.7

-142.7 20.7 -75 20.75 -10 20.8

-150.2 20.8 -85 20.85 15 20.9

-158.7 20.9 -70 20.95 25 21.025

-165.7 21 -45 21.1 0.5 21.2

-174.7 21.2 -44.5 21.3 9.5 21.4

-183.6 21.4 -35 21.5 14.5 21.6

-190.6 21.6 -20.5 21.7 1 21.8

-194.7 21.8 -19.5 21.9 4 22.2

-198.6 22 -15.5 22.5 6.1 23

-214.1 23 -9.4 23.5

-223.5 24



(9,8;9,9) và thể tích tại điểm tươ ng đươ ng thứ hai nằm trong khoảng (19,6;19,7). Nên ta

có thể tính đượ c thể tích ở hai điểm tươ ng đươ ng:

)(852,96773

731,08,91 mlV t đ =

++=








Vậy tại điểm tươ ng đươ ng thứ nhất M C PO H 099,0

00,10

1,0.9,943

==

=>Sai số: 0,1 – 0,099 = 0,1%

Tại điểm tươ ng đươ ng thứ hai M C PO H 102,02

1.

00,10

1,0.4,2043

==

=>Sai số: 0,1 – 0,102 = - 0,2%


E =

∆

∆










Vậy tại điểm tươ ng đươ ng thứ nhất M C PO H 099,0

00,10

1,0.9,943

==

=>Sai số: 0,1 – 0,099 = 0,1%

Tại điểm tươ ng đươ ng thứ hai M C PO H 102,02

1.

00,10

1,0.4,2043

==

=>Sai số: 0,1 – 0,102 = - 0,2%

3.2.5 Chuẩn độ hỗn hợ p NaOH + Na3PO4 bằng HCl 0,1N


- Dùng pipet lấy 15ml Na3PO4 0,1M; 15ml NaOH 0,1M và 20ml nướ c cất cho vào

becher.

- Tiến hành chuẩn độ bằng HCl 0,1N.

3.2.5.2 Kết quả Bảng 4: Bảng số liệu chuẩn độ điện thế NaOH + Na3PO4 bằng HCl

E V ∆E/∆V V’ ∆2E/∆

2V V”

-289.3 0 1.9 1 0.05 2

-285.5 2 1.95 3 -0.2 4

-281.6 4 1.75 5 0.3 6

-278.1 6 2.05 7 -0.2 8

-274 8 1.85 9 0.3 10

-270.3 10 2.15 11 0.2 12

-266 12 2.35 13 0.1 14

-261.3 14 2.45 15 0.35 16-256.4 16 2.8 17 0.2 18

-250.8 18 3 19 0.75 20

-244.8 20 3.75 21 0.75 22

-237.3 22 4.5 23 1.4 24

-228.3 24 5.9 25 2.65 26

-216.5 26 8.55 27 7.35 27.75

-199.4 28 15.9 28.5 3.1 28.8

-183.5 29 19 29.1 6.5 29.2

-179.7 29.2 25.5 29.3 -3.5 29.4

-174.6 29.4 22 29.5 11 29.6

-170.2 29.6 33 29.7 12 29.8






E V ∆E/∆V V’ ∆2E/∆

2V V”

-163.6 29.8 45 29.9 -22 29.975

-154.6 30 23 30.05 26 30.1

-152.3 30.1 49 30.15 16 30.2

-147.4 30.2 65 30.25 5 30.3

-140.9 30.3 70 30.35 28 30.4

-133.9 30.4 98 30.45 16 30.5

-124.1 30.5 114 30.55 -74 30.6

-112.7 30.6 40 30.65 43 30.7

-108.7 30.7 83 30.75 57 30.8

-100.4 30.8 140 30.85 -53 30.9

-86.4 30.9 87 30.95 -14 31

-77.7 31 73 31.05 2.66E-12 31.1

-70.4 31.1 73 31.15 -15 31.2

-63.1 31.2 58 31.25 -36 31.3

-57.3 31.3 22 31.35 37 31.4

-55.1 31.4 59 31.45 -48 31.5

-49.2 31.5 11 31.55 14 31.6

-48.1 31.6 25 31.65 1 31.7

-45.6 31.7 26 31.75 -4 31.8

-43 31.8 22 31.85 1 31.9

-40.8 31.9 23 31.95 -8.5 32.475

-38.5 32 14.5 33 -6.2 34

-9.5 34 8.3 35 -1.55 36

7.1 36 6.75 37 -0.05 38

20.6 38 6.7 39 0.6 40

34 40 7.3 41 1.65 42

48.6 42 8.95 43 9.25 44

66.5 44 18.2 45 15.8 45.55

102.9 46 34 46.1 24.5 46.2

109.7 46.2 58.5 46.3 13.5 46.4

121.4 46.4 72 46.5 2.42E-12 46.6

135.8 46.6 72 46.7 40.5 46.8

150.2 46.8 112.5 46.9 15.5 46.975

172.7 47 128 47.05 6 47.1

185.5 47.1 134 47.15 -19 47.2

198.9 47.2 115 47.25 -79 47.3

210.4 47.3 36 47.35 -4 47.4

214 47.4 32 47.45 -2 47.5

217.2 47.5 30 47.55 -4 47.6

220.2 47.6 26 47.65 4 47.7

222.8 47.7 30 47.75 -8 47.8

225.8 47.8 22 47.85 1 47.9

228 47.9 23 47.95 -4 48

230.3 48 19 48.05 2.84E-13 48.1

232.2 48.1 19 48.15 -4 48.2

234.1 48.2 15 48.25 2 48.3

235.6 48.3 17 48.35 1 48.4

237.3 48.4 18 48.45 -4.4 48.6






E V ∆E/∆V V’ ∆2E/∆

2V V”

239.1 48.5 13.6 48.75 -3.6 49

245.9 49 10 49.25 -0.6 49.5

250.9 49.5 9.4 49.75

255.6 50



(30,8;30,9) và thể tích tại điểm tươ ng đươ ng thứ hai nằm trong khoảng (47,1;47,2). Nên

ta có thể tính đượ c thể tích ở hai điểm tươ ng đươ ng:

)(85,305357

571,08,301 mlV t đ =

++=

)(124,47196

61,01,472 mlV

t đ =

++=

Dựa vào thể tích ở hai điểm tươ ng đươ ng này, ta suy ra nồng độ của từng chất sẽ

là:

M C PO Na 0325,050

)85,30124,47(.1,0

43=

−=

=> Sai số: 0,03 – 0,0325 = -0,25%

M C NaOH 0292,050

)274,1685,30(.1,0 =

−=

=>Sai số: 0,03 – 0,0292 = +0,08%










tươ ng đươ ng ở vị trí V1 = 31,5ml và V2 = 47,5ml. Vậy:

M C PO Na 032,050

)5.315,47(.1,0

43=

−=

=> Sai số: 0,03 – 0,032 = - 0,2%

M C NaOH 031,050

)165,31(.1,0 =

−=

=> Sai số: 0,03 – 0,031 = - 0,1%

- Đồ thị )(

,

V f V

E =

∆

∆








song vớ i trục tung, cắt trục hoành tại V = 31. Suy ra điểm tươ ng đươ ng thứ nhất ở Vtđ1=

31ml. Tươ ng tự ta xác định đượ c điểm tươ ng đươ ng thứ hai ở Vtđ2 = 47,5ml. Vậy:

M C PO Na 033,050

)315,47(.1,043

=−

=

=>Sai số: 0,03 – 0,033 = -0,3%

M C NaOH 029,050

)5.1631(.1,0 =

−=

=> Sai số: 0,03 – 0,029 = 0,1%

3.2.6 Chuẩn độ hỗn hợ p NaOH + Na2CO3 bằng HCl 0,1N


- Dùng pipet lấy 15ml Na2CO3 0,1M; 15ml NaOH 0,1M và 20ml nướ c cất cho vào

becher.






- Tiến hành chuẩn độ bằng HCl 0,1N.

3.2.6.2 Kết quả Bảng 5: Bảng số liệu chuẩn độ điện thế NaOH + Na2CO3 bằng HCl

E V ∆E/∆V V’ ∆

2E/∆

2V V”

-283 0 2.5 1 0.2 2

-278 2 2.7 3 0.7 4

-272.6 4 3.4 5 0.8 6

-265.8 6 4.2 7 1.2 8

-257.4 8 5.4 9 2.2 10

-246.6 10 7.6 11 2.6 12

-231.4 12 10.2 13 -0.6 14

-211 14 9.6 15 -1.7 16

-191.8 16 7.9 17 -1.1 18

-176 18 6.8 19 -0.25 20

-162.4 20 6.55 21 0.75 22

-149.3 22 7.3 23 1.5 24

-134.7 24 8.8 25 5.2 25.55

-117.1 26 14 26.1 -2.5 26.2

-114.3 26.2 11.5 26.3 2 26.4

-112 26.4 13.5 26.5 6 26.6

-109.3 26.6 19.5 26.7 -8 26.8

-105.4 26.8 11.5 26.9 4.5 26.975-103.1 27 16 27.05 1 27.1

-101.5 27.1 17 27.15 2 27.2

-99.8 27.2 19 27.25 1 27.3

-97.9 27.3 20 27.35 2 27.4

-95.9 27.4 22 27.45 -1 27.5

-93.7 27.5 21 27.55 4 27.6

-91.6 27.6 25 27.65 -1 27.7

-89.1 27.7 24 27.75 6 27.8

-86.7 27.8 30 27.85 -2 27.9

-83.7 27.9 28 27.95 5 28

-80.9 28 33 28.05 4 28.1-77.6 28.1 37 28.15 -4 28.2

-73.9 28.2 33 28.25 10 28.3

-70.6 28.3 43 28.35 20 28.4

-66.3 28.4 63 28.45 -12 28.5

-60 28.5 51 28.55 -3 28.6

-54.9 28.6 48 28.65 -4 28.7

-50.1 28.7 44 28.75 2 28.8

-45.7 28.8 46 28.85 -1 28.9

-41.1 28.9 45 28.95 -7.6 29.1

-36.6 29 37.4 29.25 -10.8 29.5






E V ∆E/∆V V’ ∆

2E/∆

2V V”

-17.9 29.5 26.6 29.75 -6.2 30

-4.6 30 20.4 30.25 -7.2 30.5

5.6 30.5 13.2 30.75 -2.4 31.375

12.2 31 10.8 32 -3.15 33

33.8 33 7.65 34 -1.45 35

49.1 35 6.2 36 1.05 37

61.5 37 7.25 38 0.25 38.75

76 39 7.5 39.5 1.1 39.875

83.5 40 8.6 40.25 1.8 40.5

87.8 40.5 10.4 40.75 1 41

93 41 11.4 41.25 2.6 41.5

98.7 41.5 14 41.75 5.6 42

105.7 42 19.6 42.25 -2.6 42.4

115.5 42.5 17 42.55 4 42.6

117.2 42.6 21 42.65 16 42.7

119.3 42.7 37 42.75 -23 42.8

123 42.8 14 42.85 7 42.9

124.4 42.9 21 42.95 24 43

126.5 43 45 43.05 1 43.1

131 43.1 46 43.15 3.27E-12 43.2

135.6 43.2 46 43.25 45 43.3

140.2 43.3 91 43.35 33 43.4

149.3 43.4 124 43.45 96 43.5

161.7 43.5 220 43.55 -72 43.6

183.7 43.6 148 43.65 -25 43.7

198.5 43.7 123 43.75 -35 43.8

210.8 43.8 88 43.85 -29 43.9

219.6 43.9 59 43.95 13 44

225.5 44 72 44.05 -33 44.1

232.7 44.1 39 44.15 -3 44.2

236.6 44.2 36 44.25 -6 44.3

240.2 44.3 30 44.35 -7 44.4

243.2 44.4 23 44.45 -0.4 44.6

245.5 44.5 22.6 44.75 -8.4 45

256.8 45 14.2 45.25 -3.2 45.5263.9 45.5 11 45.75 -1.6 46

269.4 46 9.4 46.25 -2.2 46.5

274.1 46.5 7.2 46.75

277.7 47



(28,4;28,5) và thể tích tại điểm tươ ng đươ ng thứ hai nằm trong khoảng (43,5;43,6). Nên






ta có thể tính đượ c thể tích ở hai điểm tươ ng đươ ng:

)(46,281220

201,04,281 mlV t đ =

++=

)(56,437296

961,05,432 mlV

t đ =

++=

Dựa vào thể tích ở hai điểm tươ ng đươ ng này, ta suy ra nồng độ của từng chất sẽ

là:

M C CO Na 0302,050

)46,2856,43(.1,0

32=

−=

=> Sai số: 0,03 – 0,0302 = -0,02%

M C NaOH 0267,050

)1,1546,28(.1,0 =

−=

=> Sai số: 0,03 – 0,0267 = +0,33%









song vớ i trục tung, cắt trục hoành ( VHCl ) ở V1 = 28 và V2 = 43,5. Từ đó suy ra 2 điểm

tươ ng đươ ng ở vị trí V1 = 28ml và V2 = 43,5ml. Vậy:

M C CO Na 031,0

50

)285,43(.1,0

32=

−=

=> Sai số: 0,03 – 0,031 = -0,1%

M C NaOH 025,050

)5,1528(.1,0 =

−=

=> Sai số: 0,03 – 0,025 = 0,5%


E =

∆

∆



song vớ i trục tung, cắt trục hoành tại V = 28. Suy ra điểm tươ ng đươ ng thứ nhất ở Vtđ1=

28ml. Tươ ng tự ta xác định đượ c điểm tươ ng đươ ng thứ hai ở Vtđ2 = 43,5ml. Vậy:

M C CO Na 031,050

)285,43(.1,0

32=

−=






=> Sai số: 0,03 – 0,031 = -0,1%

M C NaOH 025,050 )5,1528(.1,0 =−=

=> Sai số: 0,03 – 0,025 = 0,5%






Chươ ng IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

4.1 Kết luận

Qua các bài thí nghiệm trên chúng tôi nhận thấy rằng:

- Phươ ng pháp này tiến hành một cách dễ dàng, có độ chính xác cao (sai số

≤0,5%).

- Dựa vào phươ ng pháp này, khi xác định đượ c thế các cực có thể biết đượ c nồng

độ các chất có trong dung dịch và theo dõi đượ c sự biến thiên nồng độ các chất trong quá

trình xảy ra phản ứng hóa học.

- Đã thực hiện đượ c 5 bài thí nghiệm về chuẩn độ điện thế ở mức độ khó, mỗi bài

đảm bảo đủ thờ i gian thực hiện đượ c trong một buổi học.

4.2 Kiến nghị

- Do thờ i gian thực hiện đề tài ngắn, đồng thờ i trang thiết bị chưa đầy đủ nên đề tài

chỉ thực hiện trong phạm vi phản ứng acid–bazơ . Nếu điều kiện đầy đủ, cần tiến hành

phươ ng pháp này cho các phản ứng như kết tủa, tạo phức và phản ứng oxy hóa khử để

cho kết luận chính xác và đầy đủ hơ n về phươ ng pháp chuẩn độ điện thế.






PHỤ LỤC

MỘT SỐ HÌNH ẢNH THIẾT BỊ

Máy đo thế Cân phân tích

Máy khuấy từ





TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.

Dươ ng Quang Phùng, M ột số phươ ng pháp phân tích đ iện hóa, NXB Đại Học Sư Phạm, 2009.

2. Nguyễn Tinh Dung, Lê Thị Vinh, Trần Thị Yến, Đỗ Văn Huê, M ột số phươ ng pháp

phân tích lí hóa, Khoa Hóa học trườ ng ĐHSP thành phố Hồ Chí Minh, 1995.

3. Nguyễn Việt Huyến, C ơ sở các phươ ng pháp phân tích đ iện hóa, Đại học quốc gia

Hà Nội, 1999.

4. G.SacLô, Các phươ ng pháp Hóa Phân Tích, tập II, NXB Đại học và trung cấp

chuyên nghiệp, Hà Nội, 1974.

Documents

Phương pháp chuẩn độ điện thế