Giải sách bài tập HPT HUFI
ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA PHÂN TÍCH
Bài 1 Dung dịch amoniac 28,0% có d = 0,899 g/mL Tính nồng độ mol của NH 3 trong dung dịch.
Nồng độ tối đa cho phép của clorua trong nước uống là 250ppm Cl- Khi nồng độ clorua vượt quá giới hạn này, nước thường có vị mặn đặc trưng Để tính nồng độ mol của Cl-, cần chuyển đổi từ ppm sang mol/L.
Bài 3 Có dung dịch NaCl 0,50M và SrCl 2 0,25M Dung dịch nào có nồng độ ppm lớn hơn?
Dung dịch SrCl2 có nồng độ ppm lớn hơn
Bài 4 Một nhà phân tích cần thêm 256mg Cl - vào một hỗn hợp phản ứng Hỏi phải sử dụng bao nhiêu mL dung dịch BaCl 2 0,217M? M Ba 7,3 M Cl 5,5.
Bài 5 Tính nồng độ mol Pb trong một dòng chất thải công nghiệp Biết nồng độ ppm của nó là 0,28ppm.
Nồng độ acid clohydric đậm đặc là 37,0% (khối lượng khối lượng) với mật độ 1,18 g/mL Để tính nồng độ mol của HCl đậm đặc, ta cần xác định số mol trong 1 L dung dịch Khối lượng dung dịch HCl đậm đặc chứa 0,315 mol HCl là một phần quan trọng để tính toán Cuối cùng, để pha 500 mL dung dịch HCl 2M, cần xác định số mL dung dịch HCl đậm đặc cần sử dụng.
1,18 &,33mL c nHCl = 0,5.2 = 1(mol) mHCl = 1.36,5 = 36,5(g) mddHCL = 36,5.100 % 37 % ,64 g
Trong 250mL dung dịch nước có chứa 45,1mg thuốc trừ sâu, ta có thể tính nồng độ thuốc trừ sâu theo ba tiêu chí: nồng độ phần trăm trọng lượng, nồng độ phần triệu và nồng độ phần tỷ Để tính nồng độ phần trăm trọng lượng, cần xác định tỷ lệ giữa khối lượng thuốc trừ sâu và khối lượng dung dịch Nồng độ phần triệu được tính bằng cách chia khối lượng thuốc trừ sâu cho khối lượng dung dịch rồi nhân với một triệu Cuối cùng, nồng độ phần tỷ được tính tương tự nhưng nhân với một tỷ.
Để đạt được nồng độ Flo mong muốn là 1,6ppm trong nguồn nước cấp của thành phố, cần tính toán lượng NaF cần thêm vào cho mỗi mét khối nước Nếu nước hiện tại đã có nồng độ 0,2ppm, thì cần bổ sung thêm 1,4ppm Flo Từ đó, xác định lượng NaF cần thiết để đạt được nồng độ này.
Xét trong 1 lít nước: 1000.1,6 = 1000.0,2 + mF - => mF - = 1400mg
Bài 9 Độ chuẩn của dung dịch K 2 Cr 2 O 7 là T = 0,005000g/mL Tính độ chuẩn của dung dịch này theo Fe Biết phản ứng : Cr 2 O 7 2- + Fe 2+ + H + → 2Cr 3+ + Fe 3+ + H 2 O
Bài 10 Tính độ chuẩn của dung dịch KMnO 4 theo Fe Biết rằng khi chuẩn độ 0,1170g Fe 2+ cần 20mL dung dịch KMnO 4 Biết rằng phản ứng:
Bài 11 Tính nồng độ mol của dung dịch Al 2 (SO 4 ) 3 0,3N Biết Al 2 (SO 4 ) 3 tham gia phản ứng: Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Pb(NO 3 ) 2 → 2Al(NO 3 ) 3 + 3PbSO 4 z = 6
CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG PHÂN TÍCH THỂ TÍCH
Để xác định độ acid của dung dịch mẫu nước cam, cần chuẩn độ 50,00 mL dung dịch bằng 17,62 mL dung dịch NaOH 0,04166N Theo phản ứng giữa acid citric (C6H8O7) và NaOH, ta có công thức tính nồng độ acid citric trong dung dịch: CC6H8O7 = ĐNaOH × (50/17,62) × 0,04166 Kết quả tính toán cho thấy nồng độ acid citric đạt 0,01468N trong 100 mL dung dịch.
Để đánh giá độ tinh khiết của acid salicylic (C7H6O3) trong dược phẩm, một mẫu 0,4208g acid salicylic được hòa tan trong nước và chuẩn độ với 21,29mL dung dịch NaOH 0,1354N Phản ứng giữa acid salicylic và NaOH được mô tả bởi phương trình: HO-C6H4-COOH + NaOH → HO-C6H4-COONa + H2O Từ đó, tính toán độ tinh khiết của acid salicylic được thực hiện với kết quả ĐC7H6O3 = 21,92.10^-3.0,1354 = 2,9680.10^-3.
Bài 3 Độ tinh khiết của một chế phẩm dược phẩm; sulfanilamide (C 6 H 4 N 2 O 2 S); được xác định bằng cách oxy hóa lưu huỳnh thành SO 2 và cho đi qua dung dịch
H2O2 phản ứng để tạo thành H2SO2, sau đó H2SO4 được chuẩn độ bằng dung dịch NaOH Để tính độ tinh khiết của chế phẩm dược phẩm, cần biết rằng 0,5136g sulfanilamide tiêu tốn 48,13mL dung dịch NaOH 0,1251N trong quá trình chuẩn độ.
H 2 SO 4 +NaOH → Na 2 SO 4 +H 2 O nC6H4N2O2S = nH2SO4
Phản ứng chuẩn độ: H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 +H2O
Ta có: nH2SO4 = n NaOH
Đá vôi chủ yếu chứa CaCO3, cùng với oxit sắt và các oxit kim loại khác Để xác định độ tinh khiết của đá vôi, cần cân 0,5413g CaCO3 và hòa tan trong 10,00mL dung dịch HCl 1,396N Sau khi gia nhiệt để loại bỏ CO2, cần chuẩn độ HCl dư bằng 39,96mL dung dịch NaOH 0,1004M Từ đó, có thể tính toán phần trăm CaCO3 trong mẫu đá vôi.
NaOH + HCl → NaCl + H2O ĐHCl = ĐNaOH + ĐCaCO3 10.10 -3 1,369 = 39,96.10 -3 0,1004 + ĐCaCO3
Để xác định hàm lượng %NaCl trong mẫu muối ban đầu, đầu tiên cân 7,212g muối và hòa tan trong 250mL nước để tạo thành dung dịch 1 (dd1) Tiếp theo, lấy 10,00mL dd1 và pha loãng thành 100mL để tạo dung dịch 2 (dd2) Sau đó, lấy 5,00mL dd2 vào bình tam giác và tiến hành chuẩn bằng dung dịch AgNO3 0,05N, với thể tích AgNO3 tiêu tốn là 4,50mL Từ các dữ liệu này, tính toán nồng độ đương lượng NaCl và nồng độ g/L NaCl trong cả dung dịch 1 và dung dịch 2.
Phản ứng chuẩn độ: NaCl + AgNO3 → AgCl + NaNO3 ĐNaCl = ĐAgNO3 5CNaCl = 4,5.0,05 => CNaCl = 0,045N = 0,045.58,44 = 2,6289 g/L
10.CNaCl_dd1 = 100.CNaCl_dd2 => CNaCl_dd1 = 0,45N = 0,45.58,44 = 26,289 g/L
- Trong 250mL dung dịch 1: ĐNaCl = C.V = 0,45.0,25 = 0,1125
Trong bài 6, một mẫu quặng sắt nặng 0,4891g được hòa tan trong dung dịch HCl Sau đó, sắt trong dung dịch được chuyển đổi thành dạng Fe 2+ bằng cột khi Jones Để chuẩn độ dung dịch này, cần sử dụng 36,92mL dung dịch K2Cr2O7 0,1292N Từ đó, có thể tính toán thành phần sắt có trong quặng.
Fe 2 O 3 (%) Biết phản ứng: Cr 2 O 7 2- + Fe² + + H + → 2Cr³ + + Fe³ + + + H O₂O ĐFe 2+ = ĐK2Cr2O7 36,92.10 -3 0,1292 = 4,7701.10 -3
Bài 7 trình bày phương pháp xác định hàm lượng acid ascorbic (C6H8O6) trong nước cam thông qua quá trình oxy hóa thành acid dehydroascorbic (C6H6O6) bằng dung dịch iod Sau khi xử lý 5,00 mL nước cam bằng 50,00 mL dung dịch iod 0,02046N, lượng iod dư được chuẩn bằng dung dịch Na2S2O3, cho kết quả 13,82 mL Từ đó, có thể tính toán hàm lượng acid ascorbic theo đơn vị mg/100 mL.
I 2 + 2S 2 O 3 2- → S 4 O 6 2- + 2I - ĐI2 = ĐNa2S2O3 + ĐC6H8O6 50.0,02046 = 13,82.CNa2S2O3 + 5.CC6H8O6
Để xác định hàm lượng ethanol trong rượu, tiến hành các bước sau: Lấy 5,00 mL rượu mạnh và pha loãng đến 500 mL trong bình định mức để thu được dung dịch L Tiếp theo, chưng cất 10,00 mL dung dịch I, sau đó hấp thu ethanol bay ra vào 50,00 mL dung dịch K 2 Cr 2 O 7 0,1200N đã được acid hóa Cuối cùng, chuẩn độ K 2 Cr 2 O 7 dư bằng 21,48 mL dung dịch chuẩn Fe 2+ 0,1014N Từ đó, tính hàm lượng ethanol trong rượu theo g/100 mL.
C 2 H5OH + Cr 2 O 7 2- + H + → CH 3 COOH + Cr 3 + H 2
Cr 2 O 7 2- + Fe 2+ → 2Cr 3+ + Fe 3+ H 2 O ĐC2O7 2- = ĐC2H5OH + ĐFe 2+ 50.0,12 = 10.CC2H5OH + 21,48.0,1014
=> Nồng độ ethanol trong rượu ban đầu = 0,3822.500 5 8,22 N
Trong 100mL rượu ta có ĐC2H5OH = C.V = 38,22.0,1 = 38,22.0,1 = 3,822
Bài 9 trình bày phương pháp xác định lượng acid oxalic trong mẫu thông qua phản ứng với ion Fe 3+ Sau khi chiết xuất 10,62g mẫu bằng dung môi, cần sử dụng 36,44mL dung dịch Fe 3+ 0,0130N để thực hiện phản ứng Từ đó, có thể tính toán phần trăm trọng lượng của acid oxalic trong mẫu ban đầu.
Bài 10 Một mẫu 0,3172g hỗn hợp chỉ chứa KCl và NaBr được hòa tan trong 50mL nước và chuẩn độ bằng dung dịch AgNO 3 thì cần 36,14mL dung dịch AgNO 3
Ta có: 74,55.ĐKCl + 102,89.ĐNaBr = 0,3172 gam (1)
NaBr + AgNO3 → AgBr + NaNO3 ĐKCl + ĐNaBr = ĐAgNO3 = 36,14.10 -3 0,1120 (2)
Giải hệ (1), (2): ĐKCL = 3,50267.10 -3 và ĐNaBr = 5,45.10 -4
Trong bài 11, một hợp kim bạc (Ag) nặng 1,963g được hòa tan trong HNO3 và pha loãng đến 100mL Để chuẩn độ 25,00mL dung dịch tạo thành bằng KSCN 0,1078N, cần sử dụng 27,19mL Từ dữ liệu này, ta sẽ tính toán phần trăm bạc (%Ag) có trong hợp kim.
Để pha dung dịch chuẩn Zn 2+, hòa tan 1,004g dây Zn trong một thể tích tối thiểu HCl và sau đó pha loãng tới vạch trong bình định mức 500mL Khi pha loãng 2,00mL dung dịch này thành 250mL, cần tính nồng độ Zn 2+ theo µg/mL Công thức tính nồng độ là n = CM.V và n = M/m.
Bài 13 Nêu cách pha 250mL dung dịch NH 3 có nồng độ khoảng 0,1M từ NH 3 đậm đặc có nồng độ 14,8M
Dùng pipet lấy khoảng 1,7mL NH3 14,8M pha loãng thành 250mL
Bài 14 phân tích hàm lượng đồng (Cu) trong mẫu quặng Đầu tiên, cân 1,2500g quặng và hòa tan trong acid, sau đó pha loãng đến vạch trong bình định mức 250mL, tạo ra dung dịch 1 Tiếp theo, lấy 20,00mL dung dịch 1 bằng pipet vào bình định mức 50mL và pha loãng đến vạch Kết quả xác định nồng độ Cu 2+ trong dung dịch này là 4,62mg/L Từ đó, tính toán phần trăm khối lượng Cu trong quặng ban đầu.
Trong dung dịch 1: CCu 2+ = 50.4,62 20 ,55 mg/ L
Trong 250mL dung dịch 1: mCu 2+ = 11,55.0,25 = 2,8875mg = 2,8875.10−3g
Bài 15 trình bày quy trình pha chế các dung dịch NaCl loãng từ dung dịch gốc NaCl 0,1000M Đầu tiên, sử dụng pipet để lấy 10,00mL dung dịch gốc và chuyển vào bình định mức 250mL, sau đó pha loãng đến vạch để tạo ra dung dịch A Tiếp theo, lấy 25,00mL dung dịch này để thực hiện các bước tiếp theo trong thí nghiệm.
A bằng pipet cho vào bình định mức 100mL và pha loãng đến vạch được dung dịch
B Lấy 20mL dung dịch B vào bình định mức 500mL và pha loãng đến vạch được dung dịch C Tinh nồng độ mol của NaCl trong dung dịch A, B và C.
Dung dịch B: 25.CA 0 CB => CB = 10 -3 M
Dung dịch B: 20.CB P0 CC => CC = 10 -5 M
PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID - BAZ
NaOH không phải là chất gốc vì nó có thể bị hấp thụ độ ẩm và carbon dioxide từ không khí, dẫn đến sự thay đổi nồng độ Để đạt được độ chính xác cao trong việc xác định nồng độ NaOH, cần phải chuẩn hóa dung dịch này Một phương pháp chuẩn hóa hiệu quả là sử dụng dung dịch H2C2O4 (axit oxalic) để xác định chính xác lượng NaOH cần thiết, đảm bảo tính chính xác trong các thí nghiệm hóa học.
Có thể sử dụng các chất chỉ thị nào cho phép chuẩn độ này ? Giải thích.
Trong thí nghiệm, 0,4750g mẫu xút công nghiệp được hòa tan trong 100,00ml nước cốt và xác định nồng độ NaOH bằng cách sử dụng 5,00ml dung dịch H2C2O4 0,0500N Thể tích NaOH tiêu tốn trong quá trình này dao động từ 4,70ml đến 4,79ml Để tính nồng độ đương lượng của dung dịch NaOH thu được với độ tin cậy P = 0,95, cần sử dụng các giá trị thể tích trên Đồng thời, tính %NaOH trong mẫu ban đầu cũng được thực hiện với độ tin cậy P = 0,95.
- NaOH là chất hút ẩm, hấp thụ CO2 trong không khí Do đó không thỏa mãn điều kiện chất gốc
- Không thể cân chính xác lượng NaOH, do nó hấp thụ hơi nước rất mạnh, khối lượng sẽ luôn thay đổi
H2C2O4.2H2O đáp ứng yêu cầu chất gốc cho quá trình chuẩn độ với NaOH, cho phép tính toán nồng độ NaOH thông qua chuẩn hóa Chất chỉ thị tối ưu trong trường hợp này là phenolphtalein, vì không thể chuẩn độ riêng lẻ ở nấc 1 Quá trình chuẩn độ diễn ra cho cả hai nấc, với sản phẩm tại điểm tương đương là Na2C2O4 trong môi trường kiềm, sử dụng phenolphtalein làm chỉ thị.
Bài 2 Có thể dùng HNO 3 làm chất chuẩn trong phương pháp acid không? Tại sao chất chuẩn thường phải là acid mạnh hoặc baz mạnh?
- HNO3 có thể làm chất chuẩn trong phương pháp acid, nếu chất chuẩn không phải là chất khử Thường dùng vẫn là HCl
Chất chuẩn mạnh trong acid-base giúp tạo ra sự thay đổi pH đột ngột tại điểm tương đương, đảm bảo độ chính xác cao hơn Việc sử dụng chất chuẩn mạnh sẽ mang lại sai số nhỏ hơn so với việc dùng chất chuẩn là acid - base yếu.
Bài 4 Trộn VmL CH 3 COOH 0,1M vào 100mL CH 3 COONa 0,1M được dung dịch có pH =4,5 Tính V.
[CH3COOH]/[CH3COO-] = [H+]/Ka = 10^0,26
Bài 5 yêu cầu tính pH cho các dung dịch A (CH₃COOH 0,2M), B (NaOH 0,2M) và C (CH₃COONa) Đối với dung dịch A, pH được tính là 2,73 theo công thức pH = 1/2(4,76 - log0,2) Khi trộn dung dịch A và B với thể tích bằng nhau, pH sẽ thay đổi do phản ứng trung hòa Cuối cùng, khi trộn dung dịch A và C với thể tích bằng nhau, pH cũng sẽ có sự biến đổi khác biệt.
CH3COONa (base yếu) => pH = 7 + 1 2 (4,76 + log0,2) = 9,03 b Trộn A, B cùng V: Thu được dung dịch CH3COONa 0,1M => pH = 7 + 1 2 (4,76 + log0,1) = 8,88 c Trộn A, C cùng V => dung dịch đệm acid - base có CA = CB = 0,1M pH = pKa + log( C C B
Để tính pH của dung dịch NH3 0,02M và NH4Cl 0,03M, ta sử dụng công thức pH = pKa - log(Ca/Cb) Khi thêm 1,00mL NaOH 0,10M vào 100mL dung dịch, pH sẽ thay đổi do sự tác động của NaOH lên hệ đệm, làm tăng nồng độ hydroxide và ảnh hưởng đến cân bằng giữa NH3 và NH4+.
Trong bài 11, chúng ta tính pH tương đương và chọn chỉ thị thích hợp cho các trường hợp chuẩn độ khác nhau Đối với 25mL NaOH 0,10M với HCl 0,05M, pH tại điểm tương đương là 7,0 do tạo thành NaCl Trong trường hợp 50mL HCOOH 0,05M với NaOH 0,10M, pH tại tương đương sẽ là pH của HCOONa (base) với nồng độ 1/30M Đối với 50mL NH3 0,10M với HCl 0,10M, pH cần được xác định dựa trên sự tạo thành muối amoni Cuối cùng, với 50mL H3PO4 0,04M và NaOH 0,12M, pH tại tương đương cũng cần được tính toán dựa trên sản phẩm tạo thành.
=> pH = 7 +1 2(pKa + lgC) = 8,14 c Tương tự pH = 5,27 d pH = 1 2 ( pK i +pK i+1 )
Bài 12 đề cập đến acid tartaric (H₂C₄H₄O₆) với pKₐ₁ = 3,0 và pKₐ₂ = 4,4 Để xác định độ tinh khiết của mẫu acid, cần hòa tan trong nước cất và tiến hành chuẩn độ với dung dịch NaOH 0,1000N Với độ tinh khiết khoảng 80%, cần tính toán lượng mẫu acid (g) sao cho tổng thể tích NaOH sử dụng không vượt quá 25,00 mL.
Theo quy tắc đương lượng ta có: ĐH2C4H4O6 = ĐNaOH m
Bài 13 Acid ethylenediaminetetraacetic, HY 4 có các hằng số acid là K a1 -2 ; K a2 =
2, 19.10 - 3 ; K a3 = 6,92.10 -7 ; K a4 = 5, 75.10 -11 Xác định tỉ lệ phản ứng giữa H 4 Y vàNaOH tại điểm được đánh dấu trên đường cong chuẩn độ ở hình 3.1.
H4Y là acid 4 nấc, nhưng chỉ có thể chuẩn độ được 3 nấc đầu tiên vì nấc 4 có
- Vì Ka1 ~ Ka2 => Không chuẩn độ riêng được nấc 1 và nấc 2
=> Tại điểm trên hình vẽ ứng với điểm tương đương 2 => Đã chuẩn độ nấc 3 đến điểm tương đương => Tỉ lệ phản ứng là H4Y:NaOH = 1:3
Bài 14 Giải thích tại sao không tồn tại đồng thời OH - và HCO 3 - trong cùng một mẫu nước?
Vì phản ứng HCO3 - + OH - → CO3 2- + H2O có hằng số cân bằng lớn => Không tồn tại đồng thời HCO3 - và OH -
Bài 15 Xác định thành phần nào gây ra độ kiềm trong mẫu nước (OH - , HCO 3 - ,
Trong quá trình chuẩn độ 25,00 mL mẫu bằng dung dịch HCl 0,1198N, nồng độ CO3^2- và ppm của chúng được xác định Điểm cuối của quá trình này được nhận biết thông qua chỉ thị bromocresol lục và phenolphthalein.
Thể tích HCl (mL) với chỉ thị phenolphthalein 21,36 5,67 0,00 17,12 21,36
Thể tích HCl (mL) với chỉ thị bromocresol lục
Bài 16 Một mẫu thử có thể có các chất sau: HCI, NaOH, H 3 PO 4, H 2 PO 4 - , HPO 4 2- ,
Chuẩn độ 25,00mL mẫu bằng HCl 0,1198N hoặc NaOH 0,1198N sử dụng chỉ thị phenolphthalein và methyl da cam để xác định thành phần và nồng độ của chúng trong mẫu.
Trong trường hợp chuẩn độ, thể tích tương đương của dung dịch chuẩn với phenolphthalein và methyl da cam được ghi nhận như sau: HCl có thể tích tương đương lần lượt là 11,54 mL và 35,29 mL; NaOH có thể tích tương đương là 19,79 mL và 9,89 mL; HCl có thể tích tương đương là 22,76 mL và 22,78 mL; và NaOH có thể tích tương đương là 39,42 mL và 17,48 mL Qua đó, có thể kết luận rằng chuẩn độ bằng HCl cho thấy hỗn hợp là base.
Vì không chuẩn độ được nấc 3 của H3PO4 (cũng như PO4 3- ) => Không thể là H2PO4 - và HPO4 2- (không chuẩn độ được với chỉ thị phenolphthalein)
Vậy hỗn hợp là PO4 3- và HPO4 2-
- Chỉ thị phenolphthalein: HCl + PO4 3- → HPO4 2- + Cl -
Ta có: nHCl = nPO4 3- 11,54.0,1198 = 25 CPO4 3- => CPO4 3- = 0,0553M
- Chỉ thị methyl da cam: HCl + 2PO4 3- → H2PO4 - + 2Cl -
=> nHCl = 2nPO4 3- + nHPO4 2- 35,29.0,1198 = 25(2.CPO4 3- + CHPO4 2-)
=> CHPO4 2- = 0,05851M b Chuẩn độ bằng NaOH => Hỗn hợp là acid
Vì không chuẩn độ được nấc 3 của H3PO4 => Không thể là H2PO4 - và HPO4 2-
- Chỉ thị phenolphthalein: 2NaOH+ H3PO4 → HPO4 2- + 2H2O + 2Na +
Ta có: nNaOH = 2nH3PO4 17,79.0,1198 = 2.25 CH3PO4 => CH3PO4 = 0,0474M
- Chỉ thị methyl da cam: NaOH+ H3PO4 → H2PO4 - + H2O + Na + nNaOH = nH3PO4 9,89.0,1198 = 25 CH3PO4 => CH3PO4 = 0,0474M c Mẫu là NaOH
- Chỉ thị phenolphthalein: nHCl = nNaOH 22,76.0,1198 = 25 CNaOH => CNaOH= 0,1091M
- Chỉ thị methyl da cam: nHCl = nNaOH 22,78.0,1198 = 25 CNaOH => CNaOH= 0,1091M d Mẫu là H3PO4 và H2PO4 -
- Chỉ thị methyl da cam:
Ta có: nNaOH = nH3PO4 17,48.0,1198 = 25 CH3PO4 => CH3PO4 = 0,0838M
- Chỉ thị phenolphthalein: nNaOH = 2nH3PO4+ nH2PO4 - 39,42.0,1198 = 25(2.CH3PO4+ CH2PO4 -) => CH2PO4 - = 0,0214M
Bài 17 trình bày phương pháp xác định protein trong 1,2846g yến mạch bằng phương pháp Kjeldahl Mẫu yến mạch được thủy phân bằng H2SO4, sau đó kiềm hóa bằng NaOH và tiến hành chưng cất Lượng NH3 sinh ra được hấp thu vào 50,00mL HCl 0,09552N Sau khi chuẩn lại lượng HCl dư, kết quả cho thấy cần 37,84mL NaOH 0,05992N Từ đó, có thể xác định % (khối lượng/khối lượng) protein trong mẫu, với thông tin rằng trong đỏ N chiếm 17,54% (khối lượng/khối lượng).
NaOH + HCl (dư) → NaCl + H2O ĐHCl = ĐNH3 + ĐNaOH 50.10 -3 0,009552 = ĐNH3 + 37,84 10 -3 0,005992
Bài 18 trình bày quá trình hấp thụ SO2 trong không khí vào H2O2 với tốc độ 12,5L/phút trong 60 phút Sau khi chuẩn độ lượng H2SO4 sinh ra, cần sử dụng 10,08mL NaOH 0,0244N với chỉ thị phenolphthalein Từ đó, có thể tính được nồng độ ppm của SO2 trong không khí, biết rằng khối lượng riêng của SO2 tại điều kiện đo là 2,86mg/mL.
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O ĐSO2 = ĐH2SO4 = ĐNaOH ĐSO2 = 10,08.10 -3 0,0244 = 2,4595.10 -4
Thể tích đã dùng = 12,5.60 = 750 lít
Vậy nồng độ SO2 trong không khí = 7,879mg 750 mL = 0,0105 L mg =0,0105 ppm
Trong bài 19, khi hấp thu 3,5L không khí có chứa CO2 vào 50,00mL dung dịch Ba(OH)2 0,0400N, lượng Ba(OH)2 dư được chuẩn lại với 38,58mL HCl 0,0316N Từ đó, chúng ta có thể xác định nồng độ CO2 trong không khí (ppm) dựa trên khối lượng riêng của CO2 là 1,98g/L tại điều kiện khảo sát.
Ba(OH)2 + 2HCl = BaCl2 + 2H2O ĐBaOH2 = ĐCO2 + ĐHCl 50.10 -3 0,04 = ĐCO2 + 38,58.10 -3 0,0316
Vậy hàm lượng CO2 trong không khí theo ppm là: ppmCO2 = V V CO2 kk
Trong bài thí nghiệm, 3,00 mL mẫu methylethyl ketone được pha loãng thành 50,00 mL và xử lý bằng hydroxylamine hydrochloride để tạo thành HCl Số lượng HCl sinh ra cần 32,68 mL NaOH 0,9989N để chuẩn Từ đó, chúng ta có thể tính độ tinh khiết của methylethyl ketone trong mẫu, biết rằng khối lượng riêng của methylethyl ketone là 0,805 g/mL.
C4H8O + NH2OH.HCl → C4H9NO + HCl + H2O
Theo quy tắc đương lượng ta có ĐC4H8O = ĐHCl = ĐNaOH
PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID – BAZ
Bài 1 Lg hằng số bền của phức tạo giữa Hg 2+ với ion Br - lần lượt là 10 9,05 ; 10 8,28 ;
Tính hằng số không bền từng nấc tương ứng là bước quan trọng trong việc đánh giá các phức chất Để thực hiện điều này, cần xác định các giá trị hằng số không bền cho từng nấc Bên cạnh đó, việc tính hằng số bên tổng cộng và hằng số không bền tổng cộng của các phức cũng đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu và ứng dụng hóa học.
Ki = β i -1 = 10 -9,05 ; 10 -8,28 ; 10 -2,41 ; 10 -1,26 b Hằng số bên tổng cộng và hằng số không bền tổng cộng β 1,1 = β 1 = 10 9,05 => K1,1 = 10 -9,05 β 1,2 = β 1 β 2 = 10 9,05 10 8,28 = 10 17,33 => K1,2 = 10 -17,33 β 1,3 = β 1 β 2 β 3 = 10 9,05 10 8,28 10 2,41 = 10 19,74 => K1,3 = 10 -19,74 β 1,4= β 1 β 2 β 3 β 4 = 10 9,05 10 8,28 10 2,41 10 1,26 = 10 21,00 => K1,4 = 10 -21
Trong phản ứng tạo phức giữa ion Mg 2+ và ion Y 4-, ion Mg 2+ cũng tham gia vào phản ứng phụ với ion OH - với hằng số bền β Mg(OH) = 10^2,58 Do đó, cần tính toán hệ số ảnh hưởng của ion OH - đối với ion Mg 2+.
Bài 3 Tính pα Y(H) ở pH = 9,5 và 10,5 biết H 4 Y là acid yếu có pK 1 = 2,00; pK 2 = 2, 67 ; pK 3 = 6,27; pK 4 = 10,95
Bài 4 Cần pha thêm bao nhiêu mL NH 3 (P = 25%, d = 0, 901 ) để pha 1L đệm amoniac pH 10 biết rằng lượng NH 4 Cl đã cân là 100g?
- Nồng độ mol/L của NH3 ban đầu: CNH3 = 10d.P/M = 10.0,901.25/17 = 13,25M
- Nồng độ NH4Cl trong dung dịch đệm = m/MV = 100.(53,49.1) = 1,8695M pH = pKa + log C C B
Bài 5 trình bày các hằng số acid của H4Y với các giá trị pK lần lượt là pK1 = 2,00; pK2 = 2,67; pK3 = 6,27; và pK4 = 10,95 Đối với phức Al3+ và OH, các giá trị pK được ghi nhận là pK1 = 9,04 và pK1,4 = 3,0 Tương tự, phức Fe3+ và OH có các giá trị pK là pK1 = 11,87; pK1,2 = 21,17; và pK1,3 = 30,67 Câu hỏi đặt ra là liệu có thể định lượng Al3+ và Fe3+ bằng complexon III (Y4-) tại pH = 3 và pH = 6 hay không.
Bài 6 Hỏi có thể định lượng được Zn 2+ bằng dung dịch EDTA trong dung dịch đệm
Nồng độ NH3 là 1M và nồng độ NH4Cl là 1,78M Nồng độ Zn2+ ban đầu không đáng kể so với nồng độ NH3 Hằng số phức β znY2- là 10^16,5, với pK ı của phức Zn2+ với NH3 là 2,18 Các giá trị pK cho các phức khác lần lượt là pK 1,2 = 4,43; pK 1,3 = 6,74; và pK 1,4 = 8,7 H4Y có các hằng số acid pK 1 = 2; pK 2 = 2,67; pK 3 = 6,27; và pK 4 = 10,95 Giá trị pK của NH3 là 4,17 và α Zn2+¿ = 1.
Không định lượng được Zn 2+ bằng EDTA trong điều kiện này
Bài 7 Tính lượng cân EDTA (P = 99%; M = 372,24) cần lấy để pha được 0,5L EDTA 0,05N dùng làm dung dịch chuẩn trong chuẩn độ complexon. m=V N M
Để pha 100mL dung dịch MgSO4 0,05N làm dung dịch chuẩn gốc, cần tính lượng cân MgSO4.7H2O với hiệu suất P = 99,5% và khối lượng mol M = 246 Công thức tính là m = V N M.
Bài 9 Tính khối lượng Al 2 (SO 4 ) 3 rắn (M = 342; P = 99%) cần thiết để pha được 0,5L dung dịch Al 3+ 0,1N dùng trong chuẩn độ complexon. m=V N M
Bài 10 yêu cầu hòa tan 0,6130g mẫu quặng chứa nhôm trong 200,0mL dung dịch Sau đó, rút ra 10,00mL dung dịch để phản ứng với 20,00mL dung dịch EDTA 0,0500N Kết quả cho thấy lượng EDTA dư cần chuẩn lại là 8,00mL dung dịch Zn 2+ 0,0500N Từ đó, cần tính hàm lượng (%) của nhôm trong mẫu quặng.
Zn 2+ + H2Y 2- → ZnY 2- + 2H + ĐEDTA = ĐAl3+ + ĐZn2+ 20.0,05 = 10CAl3+ + 8.0,05 => CAl3+ = 0,06N
Trong 200mL dung dịch ta có ĐAl =ĐAl3+ = VN = 200.10 -3 0,06 = 0,012
Để xác định hàm lượng sắt trong mẫu quặng, ta hòa tan 0,9120g quặng chứa sắt trong 200,0mL dung dịch Sau đó, rút ra 10,00mL dung dịch để xác định nồng độ Fe 3+ bằng phương pháp EDTA 0,0500N, với thể tích dung dịch EDTA tiêu tốn là 12,50mL Từ đó, ta có thể tính toán hàm lượng sắt (%) trong mẫu quặng, với MFe = 56.
Phản ứng chuẩn độ: Fe 3+ + H2Y 2- → FeY - + 2H + ĐEDTA = ĐFe3+ 12,5.0,05 = 10CFe3+ => CFe3+ = 0,0625N
Trong 200mL dung dịch ta có ĐFe =ĐFe3+ = VN = 200.10 -3 0,0625 = 0,0125
Bài 12 Định lượng Al 3+ , Fe 3+ trong dung dịch, người ta làm như sau:
Giai đoạn 1: Hút 10,00mL dung dịch EDTA 0,1000N cho vào 50mL dịch hỗn hợp
Dung dịch Al 3+ và Fe 3+ có pH = 5 được đun sôi trong 15 phút và sau đó để nguội Sau khi thêm một lượng nhỏ chỉ thị xylenon da cam, dung dịch này được chuẩn độ bằng dung dịch Zn 2+ 0,0500N Khi dung dịch chuyển từ màu vàng sang hồng tím, thể tích Zn 2+ tiêu tốn là 9,80 mL.
Trong giai đoạn 2 của quá trình chuẩn độ, tiếp tục thêm 5mL dung dịch NaF bão hòa vào dung dịch đã chuẩn độ trước đó Sau đó, thực hiện chuẩn độ bằng dung dịch Zn 2+ 0,0500N từ burette cho đến khi dung dịch xuất hiện phức màu hồng tím, với thể tích Zn 2+ tiêu tốn là 2,10mL Phương trình phản ứng xảy ra ở giai đoạn 1 cần được xác định, cùng với việc giải thích sự đổi màu của chỉ thị Cuối cùng, tính toán nồng độ AI 3+ và Fe 3+ trong mẫu phân tích, kết quả được biểu thị dưới dạng g/L.
- Giai đoạn 1: ở pH = 5, cả 2 ion Fe 3+ , Al 3+ đều tạo phức với EDTA
- Giai đoạn 2: Khi có mặt F - → Phức AlY - bị phân hủy
Zn 2+ + H2Y 2- → ZnY 2- + 2H + (5) b Theo (1),(2),(3) ta có: ĐEDTA = ĐFe 3+ + ĐAl 3+ + ĐZn 2+ ↔ 10.0,1 = 50 CFe 3+ + 50 CAl 3+ + 9,8.0,05
Bài 13 Chuẩn độ 25,00mL dung dịch X gồm có Pb 2+ và Ni 2+ ở pH phải dùng hết
21, 40mL EDTA 0,0200M Lấy 25,00 mL dung dịch X mới, thêm KCN dư để che
Ni 2+ Chuẩn độ hỗn hợp hết 12,05mL EDTA 0,0200M.
Viết các phương trình phản ứng xảy ra Biết Ni 2+ tạo phức với CN - có số phối trí là
4 nồng độ đương lượng và nồng độ g/L của Pb 2+ và Ni 2+
- Chuẩn độ lần 1 => Cả 2 ion phản ứng với EDTA
Theo quy tắc đương lượng => CNi2 + + CPb 2+ = 0,01712N
- Chuẩn độ lần 2: Ni 2+ phản ứng với KCN tạo Ni(CN)4 2- bên => Chỉ còn Pb 2+ phản ứng với EDTA
Theo quy tắc đương lượng => CPb 2+ = 9,64.10 -3 N
Bài 14 Tính nồng độ cân bằng của ion Cd 2+ trong dung dịch gồm: Cd 2+ 10 -3 M; KCN
10 -1 M ; NH 3 1M có pH = 12 Phức của Cd 2+ với i CN - β 1,4 = 10 17 , phức của Cd 2+ với
NH 3 có β 1,4 = 10 7 ; HCN có K a = 10 -9,32 NH 3 có K b -4,75 Phức của Cd 2+ với OH - bỏ qua. α Cd
=> Thành phần giới hạn: [Cd(CN)4 2-] -3 M; [CN - ] = 0,096M
Xét cân bằng: Cd 2+ + 4CN - → Cd(CN)4 2-
Bài 16 mô tả quy trình xác định hàm lượng kim loại trong mẫu hợp kim chứa Ni, Fe và Cr bằng phương pháp chuẩn độ complexon với EDTA Mẫu 0,7170g được hòa tan trong HNO3 và pha loãng thành 250mL dung dịch 1 Trong lần chuẩn độ đầu tiên, 50mL dung dịch 1 được xử lý bằng pyrophosphate để che Fe và Cr, tiêu tốn 26,14mL EDTA 0,0583M Ở lần thứ hai, 50mL dung dịch 1 được xử lý bằng hexamethylenetetramine để che Cr, tiêu tốn 35,43mL EDTA 0,0583M Cuối cùng, trong lần ba, 50mL dung dịch 1 phản ứng với 50mL EDTA 0,0583M, lượng EDTA dư được chuẩn độ với 6,21mL Cu2+ 0,06316M Từ các kết quả này, có thể tính toán tỷ lệ phần trăm các kim loại có trong mẫu hợp kim.
- Chuẩn độ lần 1: Che Fe 3+ , Cr 3+ → Chỉ chuẩn độ Ni 2+
Ta có: nNi 2+ = nEDTA 50 CNi 2+ = 26,14.0,0583 => CNi 2+ = 0,03048M
Trong 250mL dung dịch 1 => nNi 2+ = 0,03048.0,25 = 7,6198.10 -3 mol
- Chuẩn độ lần 2: Che Cr 3+ → Chỉ chuẩn độ Ni 2+ , Fe 3+
Ta có: nEDTA = nFe 3+ + nNi 2+ 35,43.0,0583 = 50 CFe 3+ + 50 CNi 2+
Trong 250mL dung dịch 1 => nFe 3+ = 0,0108.0,25 = 2,7080.10 -3 mol
Ta có: nEDTA = nFe 3+ + nCr 3+ + nNi 2+ + nCu 2+ 50.0,0583 = 50 (CFe 3++ CCr 3+ + CNi 2+) + 6,21.0,06316
Trong 250mL dung dịch 1 => nCr 3+ = 0,00914.0,25 = 2,2860.10 -3 mol
Để xác định hàm lượng ion Cl- trong mẫu nước tự nhiên, chúng ta sử dụng phương pháp chuẩn độ tạo phức với Hg(NO3)2 và chỉ thị diphenylcarbazone Trong thí nghiệm, 100,00 mL mẫu nước yêu cầu 6,18 mL dung dịch Hg(NO3)2 0,0516M để hoàn thành quá trình chuẩn độ Từ dữ liệu này, chúng ta có thể tính toán hàm lượng Cl- trong mẫu dưới dạng ppm.
Phản ứng chuẩn độ: Hg 2+ + 2Cl - → HgCl2
Ta có: nCl - = 2nHg 2+ 100 CCl - = 2.(6,18.0,0516)
Để xác định nồng độ dung dịch BaCl2, đầu tiên lấy chính xác 10,00mL dung dịch mẫu cho vào bình định mức 250mL và thêm nước cất đến vạch Sau đó, hút 5,00mL dung dịch 1 vào bình tam giác, thêm 10,00mL dung dịch chuẩn MgCl2 0,1000N, và đun nóng hỗn hợp ở nhiệt độ khoảng 60-70 độ C.
Lấy bình ra thêm 10mL dung dịch đệm pH = 10; 2-3 giọt chỉ thị ETOO, lắc đều.
Chuẩn độ băng dung dịch EDTA được thực hiện cho đến khi màu dung dịch chuyển từ đỏ nho sang xanh chàm, với lượng dung dịch EDTA 0,1000N tiêu tốn là 12,70mL Từ đó, cần tính nồng độ BaCl2 (g/L) trong mẫu ban đầu và trong dung dịch 1.
Theo quy tắc đương lượng: ĐEDTA = ĐBa2+ + ĐMg2+
=> Trong dung dịch ban đầu CBa2+ = 1,35N => C 1,7 g/L
Để định lượng AlPO4 (M = 122) trong mẫu dược phẩm, cân chính xác 4,0020g mẫu và hòa tan trong 10mL HCl 2M, sau đó chuyển vào bình định mức 100mL và định mức đến vạch để tạo dung dịch 1 Tiếp theo, lấy 10,00mL dung dịch 1 cho vào bình nón 250mL, thêm 10,00mL EDTA 0,2000N và 30mL hỗn hợp amoni acetat và acid acetic, đun sôi rồi để nguội Thực hiện chuẩn độ bằng dung dịch ZnSO4 0,1000M với vài giọt chỉ thị dithylzone 0,025% cho đến khi dung dịch chuyển từ màu xanh sang đỏ gạch, với lượng Zn2+ tiêu tốn là 3,10mL Từ đó, tính hàm lượng % AlPO4 trong mẫu.
Theo quy tắc đương lượng: ĐEDTA = ĐAl3+ + ĐZn2+
Trong 100mL => ĐAl3+ = 0,0138 đlg = ĐAlPO4
PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ TẠO TỦA
không? Tại sao? Để chuẩn độ hết SCN - thì nồng độ SCN - = 10 -5 M
Khi đó ta có [Ag + ] = KS(AgSCN)/[SCN - ] = 10 -7 M
Với nồng độ K2CrO4 (màu vàng rất đậm và không tồn tại) như vậy thì không thể nhận biết được điểm tương đương.
Bài 16 Một mẫu 3,1720g hỗn hợp chỉ chứa KCl và NaBr được hòa tan trong 100mL nước và chuẩn độ bằng dung dịch AgNO 3 thì cần 36,85mL dung dịch AgNO 3
Ta có: 74,55.ĐKCl + 102,89.ĐNaBr = 3,1720 gam (1)
NaBr + AgNO3 → AgBr + NaNO3 ĐKCl + ĐNaBr = ĐAgNO3 = 36,85.10 -3 0,1120 (2)
Giải hệ (1), (2): ĐKCL = 3,50267.10 -3 và ĐNaBr = 5,45.10 -4
Trong bài 18, một hợp kim bạc (Ag) có khối lượng 1,963g được hòa tan trong HNO3 và pha loãng đến 100mL Để chuẩn độ 25,00mL dung dịch thu được với KSCN có nồng độ 0,1078N, cần sử dụng 27,19mL dung dịch KSCN Từ đó, tính toán phần trăm bạc (%Ag) trong hợp kim dựa trên phản ứng hóa học diễn ra.