PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG VÀ PHÂN TÍCH THỂ TÍCH
6.4. Dung dịch chuẩn ủộ trong mụi trường khan
6.4.1. Dung dịch acid
Dung dịch chuẩn ủộ acid percloric 0,1N trong acid acetic khan
ðây là một monoacid (E = M = 100,45) rất mạnh, nhất là trong môi trường acetic khan.
Acid percloric khan - kộm bền và dễ nổ - ủược bỏn trờn thị trường dưới dạng dung dịch nước khoảng 72%. Như vậy nó không phải là chất chuẩn.
Cỏch ủiều chế dung dịch này thành acid ủể chuẩn ủộ:
- Hoà loãng 14,5 gam acid percloric 70% - 72% (8,5ml) trong khoảng 900 cm3 acid acetic băng dùng phân tích.
- Khử nước có trong dung dịch này bằng cách thêm 29 -30 gam anhydrid acetic. Chất này phản ứng với nước ủể cho hai phõn tử acid acetic.
- Sau khi ủể nguội, thờm acid acetic khan ủến vạch 1000 cm3 và lắc. Chuyển vào lọ cú nỳt mài và ủể cho nước tự phõn hủy trong 48 giờ. Chuẩn ủộ dung dịch này bằng một dung dịch muối chuẩn pha trong acid acetic khan. Bảo quản tránh ẩm.
Chỳ ý: khụng ủược cho thừa nhiều anhydrid acetic vỡ gõy nguy cơ tạo nờn sai số dẫn ủến từ những phản ứng amid hoá với những amin sơ cấp và thứ cấp.
6.4.2. Dung dịch kiềm
Cỏc dung dịch kiềm thường ủược ủiều chế trong mụi trường cồn hay cồn - benzen.
a) Dung dịch potat (bồ tạt) trong methanol (KOH trong MeOH):
Dung dịch potat có thể pha chế trong EtOH hoặc MeOH, nhưng MeOH thích hợp hơn vì EtOH thường chứa những aldehyd nên khi có mặt một base mạnh sẽ hoá nhựa làm dung dịch tăng màu từ vàng ủến nõu. Bất lợi này khụng xảy ra khi sử dụng MeOH. ðộ chuẩn của những dung dịch này khụng bền và cần xỏc ủịnh lại trước khi dựng.
Thuận lợi: K2CO3 khụng tan trong mụi trường và từ ủú sẽ tự ủộng decarbonat hoỏ.
b) Dung dịch natri methylat 0,1N (CH3ONa) trong môi trường cồn - benzen.
Dung dịch này dựng ủịnh lượng những acid yếu trong mụi trường tuyệt ủối khan nước.
ðiều chế theo cách sau:
Dehydrat hoỏ trước MeOH bằng cỏch ủun sụi hồi lưu với sự hiện diện của Mg và chưng cất hay tiếp xỳc trong 2 - 3 ngày với ủệm phõn tử “tamis moleculaire”.
Thêm một lượng natri kim loại (2,5g / 150 ml MeOH). Hoà loãng với benzen khan (qsp 1000 cm3).
Trước khi sử dụng, dung dịch ủó pha chế sẽ ủược chuẩn ủộ bằng acid benzoic trong pyridin hay butylamin.
c) Dung dịch tetrabutyl ammonium hydroxyd (C4 H9)4 N+OH–
Dung dịch này là 1 base mạnh tan ủược nhiều trong mụi trường benzen: MeOH 5% hoặc benzen 95%. Hai dung dịch rất kiềm này rất háo anhydrid carbonic của không khí nên khó bảo quản.
6.4.3. Phỏt hiện ủiểm kết thỳc
- Dùng chỉ thị (theo kinh nghiệm): tím tinh thể, tím methyl, soudan III, tropeolin 00.
- ðo thế ủiện cực.
- Chỉ thị trong môi trường khan.
Acid acetic hoặc acid formic là những dung môi có khả năng nhận proton yếu hơn nước nên những base rất yếu trong nước cho vào dung môi này lại trở nên mạnh hơn.
Những chất chỉ thị chuyển màu trong nước ở môi trường rất acid lại chuyển màu ở các pH trung bỡnh của mụi trường khan và do vậy hay ủược sử dụng.
Trong những dung môi cho proton (acid). Chỉ thị hay dùng nhất là tím tinh thể, a - naphtol benzen, orange IV, paradimethylaminobenzen (PDAB = vàng methyl), xanh oracet B.
Còn trong những dung môi nhận proton (base), người ta hay dùng chỉ thị xanh thymol, paranitrophenylazo - 4 resorcinol, orthonitranilin.
Cỏc chỉ thị màu này cũng hay ủược sử dụng trong dung mụi cú proton hoạt ủộng (mụi trường nước).
Thật vậy, cỏc chỉ thị này là những acid (hay base) yếu hơn những chất ủịnh lượng. Cơ chế chuyển màu giống như có sự phân ly của dung môi hay không.
6.4.4. Ứng dụng việc chuẩn ủộ trong mụi trường khan
Phải kết hợp dung mụi, chất chuẩn ủộ, ủiểm kết thỳc, xột ủộ tan, giỏ cả thuốc thử, ủộ ủộc, trang thiết bị,…
Bng 7.14. Một số ủiều cần ghi nhớ khi ủịnh lượng trong mụi trường khan
Dung môi
ðịnh lượng acid: benzen; toluen; dimethylformamid; aceton; ceton; acetonitril; cồn tert-butyl.
ðịnh lượng base: acid acetic khan; hỗn hợp acid acetic khan và anhydrid acetic có bước nhảy lớn hơn acid acetic; cỏc anhydrid acetic tỏc ủộng với amin bậc 1 và bậc 2 khi nóng; acetonitril; benzen; toluen.
Dung dịch chuẩn ủộ
ðịnh lượng acid: KOH/ EtOH; KOH/MeOH; CH3OMe/ Methylat alcalin; CH3OMe/
benzen-MeOH (95/5); dung dịch ammonium bậc 4 như hydroxy tertbutyl;
ammonium / benzen –MeOH (95/5)
ðịnh lượng base: acid percloric/ 1-4 dioxan; acid percloric/ acid acetic khan; HCl ít dùng.
Các chất gốc ðịnh lượng acid: acid benzoic (C6H5 COOH); acid succinic; acid sulfanilic; phtalat acid kali.
Trường hợp ủặc biệt:
Khú tan: ủun núng cẩn thận vỡ cú thể acetyl hoỏ những nhúm amin. Thờm lượng ớt acid formic ủể làm tăng hằng số ủiện ly của dung mụi nhằm dễ hoà tan chất cần ủịnh lượng nhưng lượng acid formic ủưa vào càng ớt càng tốt vỡ pKa của acid formic (3,75) < pKa của acid acetic (4,75) nhưng ủụi khi acid formic có thể trung hoà các base yếu.
TỪ KHÓA
CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ
1. Trỡnh bày thuyết Bronsted và Lewis về acid - base. Trong bài, acid - base ủược viết theo quan ủiểm nào.
2. Trỡnh bày cỏch xỏc ủịnh pH, pKa.
3. Trỡnh bày cỏc giai ủoạn khi tiến hành chuẩn ủộ trung hoà. pH thay ủổi như thế nào khi chuẩn ủộ 100 ml HCl 0,1N bằng NaOH 0,1N (khụng tớnh ủến sự pha loóng)?
4. ðịnh nghĩa dung dịch ủệm. Khả năng ủệm? Dung lượng ủệm? Trỡnh bày việc ứng dụng dung dịch
ðịnh lượng base: phtalat acid kali.
Cơ chế
ðịnh lượng acid
AH + C5H5N A– C5H5NH+
A–C5H5NH+ + KOH → AK + C5H5H+OH– ðịnh lượng base
R–NH2 + CH3COOH R–NH3CH3COO–
R–NH3 CH3COO– + HClO4 →RNH3+ClO4–+ CH3COOH R–NH2 +HClO4 →RNH3+ClO4–
Ứng dụng ðịnh lượng acid: ủịnh lượng cỏc barbituric ðịnh lượng base: ủịnh lượng cỏc base hữu cơ
- Phương phỏp acid base - Chuẩn ủộ trung hoà
- Thuyết Bronsted - ðường cong chuẩn ủộ
- Henderson - Hasselbalch - Dung dịch ủệm
- Chất lưỡng tớnh - Dung lượng ủệm
- pH, pKa - Chuẩn ủộ trong mụi trường khan
ủệm trong ngành Dược.
5. Nờu nguyờn tắc và cơ chế phản ứng khi ủịnh lượng acid - base trong mụi trường khan?
6. ðịnh nghĩa cỏc chỉ số acid, chỉ số ester, chỉ số acetyl và ý nghĩa xỏc ủịnh trong thực tế.
7. Nờu một số chất chuẩn ủộ gốc và trường hợp sử dụng trong phương phỏp acid - base.
8. Trỡnh bày khoảng ủổi màu chỉ thị dựng trong phương phỏp chuẩn ủộ acid - base.
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
1. Quan niệm về acid base trong bài giảng này là theo thuyết của … …
2. Theo thuyết acid base ủó nờu trong bài, acid là những chất cú khả năng … … … proton.
3. Một base liên hợp với acid mạnh có lực ...
4. ...là dung dịch khỏng lại sự thay ủổi pH khi thờm acid hay base mạnh vào dung dịch hoặc là dung dịch mà khi pha loóng thỡ pH của dung dịch thay ủổi ớt.
5. pH của dung dịch natri hydroxyd (.19.10-3 mol.dm-3) là:…… Xem NaOH như phân ly hoàn toàn
6. Muối nào sau ủõy khi hoà tan vào nước sẽ cho một dung dịch cú pH gần bằng 7?
7. Một mẫu chứa 15,0 cm3 HCl ủược chuẩn ủộ bằng dung dịch NaOH 0,0830 mol.dm-3 . ðiểm kết thỳc ủạt ủược sau khi thờm 19,2 cm3 NaOH. Nồng ủộ của HCl là bao nhiờu?
a. Langmur c. Bronsted e. Henderson -Hasselbalch
b. Lewis d. Faraday
a. phõn ly c. nhận. e. trao ủổi
b. cho d. tham gia bắt giữ
a. trung bình c. yếu e. coi như bỏ qua
b. khá yếu d. rất yếu
a. Dung dịch kộm phõn cực c. Dung dịch ủệm e. Tất cả cỏc cõu ủều ủỳng b. Dung dịch phân cực d. Dung dịch phân ly
a. 10,2 c. 2,92 e. 11,1
b. 7,3 d. 12,6
a. Kali carbonat c. Natri nitrat e. Ammonium nitrat b. Ammonium bromid d. Natri cyanid
a. 0,178 mol.dm-3 c. 0,130 mol.dm-3 e. 0,106 mol.dm-3
8. Trong dung môi là acid, các chất tan là …… sẽ khó phân ly hơn (vì giảm sự cho proton)
9. Knước gọi là tích số ion của nước. Ở
25oC thì Knước =
10. Dung dịch chuẩn ủộ hay ủược sử dụng ủể ủịnh lượng base yếu trong mụi trường khan nước là dung dịch
a. acid percloric 0,1N / acid hydrocloric b. acid percloric 0,1N / acid acetic c. KOH/MeOH
d KOH /EtOH.
e. acid percloric 0,1N / acid acetic khan
Chương 8