Chuẩn độ oxi hóa khử bằng phương pháp dicromat năm 2024
Ngày đăng:28/07/2024
Trả lời:0
Lượt xem:42
5/13/2013
1
5/13/2013 1
CHUẨN ĐỘ OXI HÓA – KHỬ
25/13/2013
CHẤT CHỈ THỊ OXI HOÁ -KHỬ
THIẾT LẬP ĐƯỜNG CONG CHUẨN ĐỘ
CÁC PHƯƠNG PHÁP OXI HOÁ KHỬ THƯỜNG ĐƯỢC SỬ DỤNG
CHUẨN ĐỘ OXI HOÁ -KHỬ
5/13/2013
2
35/13/2013
Khái niệm về chất chỉ thị oxi hoá -khử
Có 3 dạng chất chỉ thị oxi hoá -khử như sau:
Bản thân chất oxi hoá -khử có màu làm chỉ thị
(KMnO4)
Chất oxi hoá -khử tạo phức màu với chất chỉ
thị (Iot với hồ tinh bột)
Chất oxi hoá -khử có dạng khử và dạng oxi
hoá khác màu nhau
CHẤT CHỈ THỊ OXI HOÁ - KHỬ
45/13/2013
Như vậy, trừ một số trường hợp cá biệt (hai dạng đầu), đa số các chất chỉ thị oxi hoá -
khử là các chất hữu cơ có tính chất oxi hoá - khử mà màu của dạng oxi hoá khác màu
dạng khử.
Ví dụ: diphenylamin C6H5-NH-C6H5 là hợp chất hữu cơ có tính chất sau:
2 NH NH NH= + 2H+ 2e =
N N +2H + 2e
Kh«ngmµu
MµuxanhtÝm
CHẤT CHỈ THỊ OXI HOÁ - KHỬ
5/13/2013
3
55/13/2013
MàuChất chỉ thị Eo(V)
[H+]=1 Dạng Ox Dạng Kh
Đỏ trung tính
Xanh metylen
Diphenylamin
Axit diphenylamin sunfonic
Eric glusin A
Axit phenylanthranylic
Feroin (Fe2++ O-phenanthrolin)
AxitO,O’-diphenylamin
dicacboxylic
0,24
0,53
0,76
+0,85
1,0
1,08
1,14
1,26
Đỏ
Xanh da trời
Tím xanh
Tím đỏ
Đỏ
Tím đỏ
Xanh da trời
Tím xanh
Ko màu
Ko màu
Ko màu
Ko màu
Xanh
Ko màu
Đỏ
Ko màu
MỘT SỐ CHẤT CHỈ THỊ THƯỜNG SỬ DỤNG
65/13/2013
Ind(ox) + ne ⇌ Ind(Kh)
E = Eoox/kh + ]([
]([log059,0
khInd
oxInd
n
Về cơ chế:
Dạng oxi hoá có màu khác dạng khử.
Khi nồng độ dạng nào lớn (gấp 10 lần), nó quyết định màu dung dịch.
Khoảng thế đổi màu của dung dịch theo phương trình Nernst:
E = Eoox/kh ± 0,059/n
Trong quá trình chuẩn độ:
Thế của dung dịch thay đổi
dạng của chất chỉ thị chuyển giữa dạng oxy hóa và dạng khử
màu của dung dịch thay đổi.
CƠ CHẾ ĐỔI MÀU CỦA CHẤT CHỈ THỊ
5/13/2013
4
75/13/2013
Hai điều kiện để chọn chất chỉ thị:
Khoảng đổi màu của chỉ thị nằm trong
bước nhảy của đường cong chuẩn độ.
Thế tiêu chuẩn của chỉ thị càng gần với
thế tại điểm tương đương càng tốt.
LỰA CHỌN CHẤT CHỈ THỊ
85/13/2013
Nguyên tắc: tính E của dung dịch tại các thời điểm khác
nhau sau đó đưa vào đồ thị; sử dụng phương trình
Nersnt.
Viết phưong trình phản ứng
Tính V tương đương.
V< Vtđ: Chất phân tích còn dư, tính E theo chất phân
tích còn dư.
V = Vtđ: tính E theo thế hỗn hợp
V > Vtđ: chất chuẩn dư, tính E theo chất chuẩn dư.
THIẾT LẬP ĐƯỜNG CONG CHUẨN ĐỘ
5/13/2013
5
95/13/2013
Ví dụ 1: Tính thế ox-kh và vẽ đường cong chuẩn độ 50 ml dung dịch Fe2+
0,1 M bằng dung dịch Ce4+ 0,1M với các thể tích dung dịch Ce4+ là: 10 ; 25 ;
45; 49,5; 50; 50,5 ; 55 ; 75; 100 ml. Cho Eo Fe3+/Fe2+ =0,77V; Eo Ce4+/Ce3+ =
1,44V
Bài Giải
Trước điểm tương đương, thế của dung dịch tính theo cặp Fe3+/Fe2+
V= 10 ml E = Eo Fe3+/Fe2+ + 0,059 log [Fe3+]/[Fe2++]
Lượng Fe2+ ban đầu 50 x 0,1 = 5 mM
Lượng Ce4+ đã đưa vào 10 x 0,1 = 1 mM
Lượng Fe2+ dư = 4 mM
--> E = 0,77 + 0,059 log (1/4) = 0,734V
V = 25 ml E = 0,77V V= 45 ml E = 0,826 V
V = 49,5 E = 0,887 V V=50 ml E= (0,77+ 1,44)/2 = 1,105 V
CÁC VÍ DỤ
105/13/2013
Sau điểm tương đương, thế của dung dịch tính theo cặp
Ce4+/Ce3+
E tính theo cặp Ce4+/Ce3+ ;
V = 50,5 ml --> Dư 0,5 ml x0,1 = 0,05 mM
E = 1,44 + log [Ce4+]/ [Ce3+]
Nồng độ Ce4+ là 0,05/100,5 = 4,975.10-4
Nồng độ Ce3+ là 5/100,5 = 4,975.10-2
→ E = 1,44 – 0,118 = 1,322 V
V = 55ml E = 1,381
V = 75 E = 1,422
V = 100 E = 1,44
CÁC VÍ DỤ
5/13/2013
6
115/13/2013
Vẽ đường cong chuẩn độ
Vẽ đường cong chuẩn độ
0 20 40 60 80 100
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
V(ml)
E(V)
Y
A
xi
s
T
itl
e
X Axis Title
B
125/13/2013
CHUẨN ĐỘ Fe(II) BẰNG PEMANGANAT
Ví dụ 2: Tính thế và vẽ đường cong chuẩn độ 50 ml dung dịch Fe2+ 0,05 M
bằng dung dịch KMnO4 0,01M, ở pH =0 với các thể tích dung dịch
KMnO4 là V=10; 25; 45; 49,5; 50; 55; 75;100 ml, EoFe3+/Fe2+= 0,77V;
EoMnO4-/Mn2+=1,52 V
Bài Giải
Trước điểm tương đương, thế của dung dịch tính theo cặp Fe3+/Fe2+
V= 10 ml:
E = Eo Fe3+/Fe2+ + 0,059 log [Fe3+]/[Fe2+]
Lượng Fe2+ ban đầu 50 x 0,05 = 2,5 mM
Lượng MnO4- đã đưa vào 10 x 0,01 = 0,1 mM (= 0,5 mM Fe3+)
Lượng Fe2+ dư = 2 mM
> E = 0,77 + 0,059 log (0,5/2) = 0,734V
V = 25 ml E = 0,77 V V = 45 ml E = 0,826V
V = 49,5 E = 0,887 V
V = 50 ml E = 1,395 V = ( 0,77+ 5x1,52)/6
5/13/2013
7
135/13/2013
CHUẨN ĐỘ Fe(II) BẰNG PEMANGANAT
*Sau điểm tương đương thế của dung dịch được tính theo
cặp MnO4-/Mn2+
V= 50,5 ml
Phản ứng oxi hoá của pemanganat trong các môi trường có pH khác
nhau:
Trong môi trường axit mạnh:
MnO4- + 5e + 8H+ = Mn2+ + 4H2O; E0 =1,52V
Màu hồng không màu
Trong môi trường trung tính, axit yếu, MnO4- bị khử tới MnO2
MnO4- + 3e + 4H+ ⇋ MnO2 + 2H2O; Eo = 0,57V
Môi trường kiềm mạnh:
MnO4- + e ⇋ MnO42-; E0 = 1,69V
Các phản ứng trong môi trường axit yếu trung tính và kiềm ít được sử
dụng. (tại sao?)
CÁC PHƯƠNG PHÁP OXI HÓA - KHỬ THƯỜNG ĐƯỢC SỬ DỤNG
5/13/2013
11
215/13/2013
Ưu nhược điểm của phương pháp pemanganat:
Phương pháp có thể xác định được các chất vô cơ và hữu cơ khác nhau:
chất khử; chất oxi hoá; chất chất hữu cơ (glucose); không có tính oxi hoá
khử, thí dụ Ca2+
Không phải dùng chất chỉ thị
MnO4- là chất dễ tìm, rẻ tiền nên được sử dụng rộng rãi.
Nhược điểm của phương pháp
KMnO4 không phải là chất gốc, cần xác định lại bằng axit oxalic.
Phương pháp bị ngăn cản bởi nhiều chất khử như Cl-
(loại trừ bằng hỗn hợp bảo vệ Zimmerman: H2SO4, H3PO4, Mn2+)
ƯU NHƯỢC ĐiỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP PERMANGANAT
225/13/2013
Cơ sở của phương pháp
Trong môi trường axit, CrO72- phản ứng:
Cr2O72-- + 6e + 14H+ = 2Cr3+ + 7H2O
E = Eo Cr2O72-/2Cr3+ + 23
142
72
][
]].[[log
6
059,0
Cr
HOCr
EoCr2O72-/2Cr3+ = 1,36 V, và cũng phụ thuộc vào nồng độ H+.
PHƯƠNG PHÁP ĐICROMAT
5/13/2013
12
235/13/2013
Dicromat là chất gốc, dùng để xác lập các chất chuẩn khác,
rất dễ bảo quản, bền có thể để lâu trong phòng thí nghiệm.
Có thể chuẩn độ trong các môi trường axit ngay cả HCl < 2M.
Phương pháp dicromat có thể xác định được nhiều chất oxi
hoá khử: xác định chất khử, các chất oxi hoá, các chất hữu cơ
Phương pháp phải dùng chất chỉ thị --> hạn chế so với
pemanganat; chỉ thị thường dùng là diphenylamin (Eo=0,76V)
hoặc phenylanthranylic (Eo =1,08 V).
ƯU NHƯỢC ĐiỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐICROMAT
245/13/2013
Ứng dụng
Xác định ethanol trong rượu (nước)
Xác định COD (nhu cầu oxi hoá học) của
nước
Xác định Fe2+
5/13/2013
13
255/13/2013
Xác định COD
265/13/2013
PHƯƠNG PHÁP IOT - THIOSUNFAT
Cơ sở của phương pháp:
Xác định các chất oxi hoá: