Chapter 0 hóa học phân tích trường ctu .pptx

Hóa phân tích

1. HÓA PHÂN TÍCH CNHH (TN125) LƯƠNG HUỲNH VỦ THANH

2. ĐÁNH GIÁ HỌC PHẦN Nếu thi trên lớp : được phép sử dụng 01 tờ giấy A4 tóm tắt các kiến thức đã học .

3. NỘI DUNG

4. TÀI LIỆU THAM KHẢO

5. Chương mở đầu : Một số định luật cơ sở của hóa học dung dịch các chất điện ly Định luật tác dụng khối lượng 1.1 Hằng số cân bằng Phương trình : Trong đó : A, B, C, D là các cấu tử không mang điện tích m, n, p, q là các hệ số cân bằng phản ứng Biểu thức của định luật tác dụng khối lượng : Nếu A, B, C, D là các ion thì phải kể đến lực tương tác tĩnh điện của chúng . Do đó , phải sử dụng hoạt độ thay vì nồng độ .  

6. Chương mở đầu : Một số định luật cơ sở của hóa học dung dịch các chất điện ly Định luật tác dụng khối lượng 1.1 Hằng số cân bằng Hoạt độ của một chất được xác định bằng hệ thức : (A) = f A [A] Trong đó : f A là hệ số hoạt độ của cấu tử A và nó phụ thuộc vào lực ion của dung dịch . Lực ion biểu diễn tương tác tĩnh điện giữa các ion trong dung dịch . Gọi Z i là điện tích và C i là nồng độ của ion i . Lực ion μ được xác định bằng phương trình :  

7. Chương mở đầu : Một số định luật cơ sở của hóa học dung dịch các chất điện ly Định luật tác dụng khối lượng 1.1 Hằng số cân bằng Giá trị của μ Giá trị của f i μ =0 Dung dịch rất loãng → tương tác tĩnh điện không đáng kể → f i =1, tức hoạt độ bằng nồng độ 0< μ ≤0,02 0,02< μ <0,2 μ ≥0,2 h i là hệ số thay đổi cùng với ion Giá trị của μ Giá trị của f i μ =0 Dung dịch rất loãng → tương tác tĩnh điện không đáng kể → f i =1, tức hoạt độ bằng nồng độ 0< μ ≤ 0,02 0,02< μ <0,2 μ ≥ 0,2

8. Chương mở đầu : Một số định luật cơ sở của hóa học dung dịch các chất điện ly Định luật tác dụng khối lượng 1.1 Hằng số cân bằng VD: Tính hoạt độ của các ion trong dung dịch hỗn hợp KCl 10 -3 M và MgSO 4 10 -3 M. Giải : Tính lực ion của dung dịch : μ = 0,5 (1 2 .10 -3 + 1 2 .10 -3 + 2 2 .10 -3 + 2 2 .10 -3 ) = 5.10 -3 → 0,07 Tính hệ số hoạt độ của các ion: Tính hoạt độ của các ion:  

9. Chương mở đầu : Một số định luật cơ sở của hóa học dung dịch các chất điện ly Định luật tác dụng khối lượng 1.1 Hằng số cân bằng Nếu xảy ra cân bằng giữa các ion thì phải dùng hằng số cân bằng theo hoạt độ : trong đó : K là hằng số cân bằng theo hoạt độ . K C là hằng số cân bằng theo nồng độ . Nó phụ thuộc vào nhiệt độ và lực ion.  

10. Chương mở đầu : Một số định luật cơ sở của hóa học dung dịch các chất điện ly Định luật tác dụng khối lượng 1.2 Hằng số cân bằng điều kiện Giả sử ngoài cân bằng : thì các cấu tử A, B, C, D còn tham gia vào các quá trình hấp phụ khác . Nếu gọi [A’], [B’], [C’], [D’] là tổng nồng độ các dạng tồn tại của A, B, C, D trong dung dịch thì [A]= α A [A’]; [B]= α B [B’]; [C]= α C [C’]; [D]= α D [D’] Với α A , α B , α C , α D <1 và là các đại lượng biểu thị ảnh hưởng của cân bằng phụ đến cân bằng chính hay trong đó : K’ C là hằng số cân bằng điều kiện , phụ thuộc vào nhiệt độ , lực ion và các quá trình phụ xảy ra trong dung dịch .  

11. Chương mở đầu : Một số định luật cơ sở của hóa học dung dịch các chất điện ly Định luật tác dụng khối lượng 1.3 Một số hằng số cân bằng thường được sử dụng 1.3.1 Hằng số phân ly của axit ( K a ) Axit yếu đơn chức HA: Axit yếu đa chức có hằng số phân ly từng bậc : ……. Thông thường K a1 >> K a2 >> … >> K an  

12. Chương mở đầu : Một số định luật cơ sở của hóa học dung dịch các chất điện ly Định luật tác dụng khối lượng 1.3 Một số hằng số cân bằng thường được sử dụng 1.3.2 Hằng số kết hợp proton ( σ i ) Đặc trưng cho quá trình thu nhận proton của bazơ yếu . Nếu bazơ yếu đa chức sẽ có hằng số kết hợp proton σ 1 , σ 2 … σ n …….  

13. Chương mở đầu : Một số định luật cơ sở của hóa học dung dịch các chất điện ly Định luật tác dụng khối lượng 1.3 Một số hằng số cân bằng thường được sử dụng 1.3.3 Hằng số kết hợp proton (K b ) Hòa tan một bazơ yếu vào nước xảy ra quá trình kết hợp proton của nước . Quá trình này đặc trưng bởi hằng số kết hợp proton K b .  

14. Chương mở đầu : Một số định luật cơ sở của hóa học dung dịch các chất điện ly Định luật tác dụng khối lượng 1.3 Một số hằng số cân bằng thường được sử dụng 1.3.4 Hằng số không bền (K i ) Đây là hằng số đặc trưng cho quá trình phân ly của phức . Nếu quá trình phân ly xảy ra từng bậc ta có hằng số phân ly từng bậc . …….  

15. Chương mở đầu : Một số định luật cơ sở của hóa học dung dịch các chất điện ly Định luật tác dụng khối lượng 1.3 Một số hằng số cân bằng thường được sử dụng 1.3.5 Hằng số tạo thành từng bậc (K i ) Là hằng số đặc trưng cho quá trình tạo thành phức từng bậc . ……. 1.3.6 Hằng số tạo thành tổng hợp ( β ) Là hằng số đặc trưng cho quá trình tạo phức chung .  

16. Chương mở đầu : Một số định luật cơ sở của hóa học dung dịch các chất điện ly Định luật tác dụng khối lượng 1.3 Một số hằng số cân bằng thường được sử dụng 1.3.7 Tích số tan ( K sp ) Là hằng số đặc trưng cho quá trình phân ly của chất điện ly ít tan. 1.3.8 Hằng số phức hydroxide (y) Là hằng số đặc trưng cho quá trình thu nhận OH - từ nước .  

17. Chương mở đầu : Một số định luật cơ sở của hóa học dung dịch các chất điện ly 2. Định luật bảo toàn khối lượng 2.1 Định luật bảo toàn nồng độ ban đầu Nồng độ ban đầu của một cấu tử nào đó bằng tổng nồng độ các dạng tồn tại của cấu tử đó trong dung dịch ở trạng thái cân bằng . VD: Trong dung dịch H 3 PO 4 1M có các cân bằng  

18. Chương mở đầu : Một số định luật cơ sở của hóa học dung dịch các chất điện ly 2. Định luật bảo toàn khối lượng 2.2 Định luật bảo toàn điện tích Trong dung dịch tổng điện tích của các ion âm phải bằng tổng điện tích của các ion dương để đảm bảo dung dịch trung hòa về điện . VD: Trong dung dịch H 3 PO 4 1M ở trên có 2.3 Điều kiện proton Nồng độ cân bằng của H + trong dung dịch bằng tổng nồng độ H + của các chất ở trạng thái so sánh đã phóng thích ra trừ tổng nồng độ H + của các chất ở trạng thái so sánh đã nhận vào . VD: Trong dd H 3 PO 4 1M ở trên có chất so sánh H 2 O và H 3 PO 4  

19. Chương mở đầu : Một số định luật cơ sở của hóa học dung dịch các chất điện ly 2. Định luật bảo toàn khối lượng 2.4 Định luật bảo toàn điện tử Áp dụng cho các cân bằng oxi hóa khử : tổng số mol điện tử do chất khử nhường phải bằng tổng số mol điện tử do chất oxi hóa nhận . VD: Hòa tan Zn bằng dung dịch HCl 1M xảy ra phản ứng oxi hóa khử : Biểu thức định luật bảo toàn điện tử là :  

20. Chương mở đầu : Một số định luật cơ sở của hóa học dung dịch các chất điện ly 3. Phương pháp tính cân bằng ion 3.1 Các nội dung giải quyết Hai nội dung cần phải tính toán khi giải bài toán cân bằng : Tính nồng độ cân bằng của các cấu tử trong hệ từ các điều kiện ban đầu . Tìm điều kiện ban đầu cần thiết lập để hệ đạt cân bằng mong muốn . 3.2 Các bước tiến hành chung a. Mô tả đầy đủ các quá trình xảy ra trong hệ Chất điện ly mạnh viết dạng ion. Chất điện ly yếu viết dạng cân bằng , kèm các giá trị hằng số cân bằng . Ghi các dữ kiện thực nghiệm đã cho , chọn ẩn số , đặt điều kiện cho ẩn số nếu có .

21. Chương mở đầu : Một số định luật cơ sở của hóa học dung dịch các chất điện ly 3. Phương pháp tính cân bằng ion 3.2 Các bước tiến hành chung b. Dùng biểu thức của các định luật để lập các PT liên hệ Dùng các định luật : bảo toàn điện tích , bảo toàn điện tử , tác dụng khối lượng , bảo toàn nồng độ , … để thiết lập mối quan hệ giữa các ẩn số và điều kiện đã cho . Lưu ý: số ẩn số phải bằng số phương trình liên hệ . c. Tổng hợp các phương trình liên hệ thành một phương trình duy nhất và một ẩn số duy nhất . Giải phương trình để tìm nghiệm . Việc tổ hợp thường đưa đến một dạng phương trình bậc cao nên chỉ có thể giải gần đúng trong phạm vi cho phép (5%). Để đơn giản trong tính toán , người ta thường : Loại bỏ các đại lượng không đáng kể . Loại bỏ các quá trình xảy ra không đáng kể . Do đó các kết quả thu được phải được xem xét lại có phù hợp hay không .

22. Chương mở đầu : Một số định luật cơ sở của hóa học dung dịch các chất điện ly 3. Phương pháp tính cân bằng ion 3.3 Giải gần đúng phương trình bật cao theo phương pháp Newton ( phương pháp tiếp tuyến ) Cho hàm số : y = f(x) = 0 Lấy đạo hàm cấp I: y’ = f’(x). Cho một nghiệm gần đúng x , từ giá trị x sẽ thu được giá trị gần đúng mới x 1 theo phương trình : Từ giá trị x 1 , tìm nghiệm gần đúng mới x 2 gần với nghiệm thực của phương trình theo biểu thức : Phép tính được lập lại liên tục cho đến khi giá trị x n và x n-1 khác biệt nhau ≤ 5%. Lưu ý: Có thể tìm nghiệm x bằng cách cho triệt tiêu một số hạng có chứa x trong phương trình f(x) = 0. Thường nghiệm x được tìm bằng cách đánh giá các quá trình trong dd.  

23. Chương mở đầu : Một số định luật cơ sở của hóa học dung dịch các chất điện ly BÀI TẬP Tính lực ion của dung dịch hỗn hợp KCl 0,5M và ZnSO 4 0,2M. Viết định luật bảo toàn nồng độ ban đầu cho dung dịch hỗn hợp : CH 3 COOH 1 M và HCl 0,5 M. Dự đoán nồng độ H + của dung dịch H 3 PO 4 1 M. Cho K a1 = 10 -2,23 ; K a2 = 10 -7,21 và K a3 = 10 -12,3 . Đánh giá khả năng tan trong nước nguyên chất và trong dung dịch HCl của AgCl . Giải phương trình : x 3 + 3,266.10 -5 x 2 – 1,527.10 -10 = 0