Bài giảng chuẩn độ điện thế mới

LOGO
PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ
ĐIỆN THẾ
Lê Nhất Tâm

LOGO
Kỹ thuật chuẩn
độ cổ điển

- Quá trình xác định bằng
mắt
- Hệ thống kiểm soát do
con người
- Hạn chế đối với dung
dịch có màu
-Ngưỡng sai số lớn
-Chỉ áp dụng khi hàm
lượng chất là lớn.
-Chịu ành hưởng môi
trường xung quanh
Titran
t
Color indicator
CHUẨN ĐỘ CỔ ĐIỂN

Thiết bị chuẩn độ điện thế

CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP
 Định nghĩa: phương pháp chuẩn độ điện thế là
phương pháp phân tích dựa trên việc đo sự
biến thiên của thế trong quá trính chuẩn độ

ĐẶC ĐIỂM
 Độ biến thiên này biến đổi đột ngột tại thời
điểm sát trước và sát sau điểm tương đương
nhờ đó mà biết được thể tích chuẩn độ
 Cần chọn điện cực thích hợp với phản ứng
chuẩn độ

ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM
CỦA PHƯƠNG PHÁP
 Ưu điểm so với phương pháp là:
+ Độ nhạy cao có thể lên tới vài ppm
+ Chuẩn độ được những dung dịch có màu
+ Chuẩn độ những trường hợp không có chất chỉ
thị
+ An toàn
 Nhược: Khá tốn kém

THẾ ĐIỆN CỰC
+ _ + _
+ _ + _
+ _
+ _ Thế điện cực + _
+ _ + _
+ _ + _
+ _ + _
+ _ + _
+ +
DDKL
DDKL

Thế oxy hóa khử chuẩn
Ở điều kiện chuẩn
Các yếu tố ảnh hưởng: - pH của dung dịch
- Sự tạo kết tủa
- Sự tạo phức
C
nF
RT
EE ln0
Kh
OX
n
EE lg
059,00
GIÁ TRỊ THẾ CỦA CÁC CẶP
OXYHÓA KHỬ

THẾ CÂN BẰNG
 [Ox1] + [Kh2] = [Kh1]+[Ox2]
ba
bEaE
Ecb 21

CÁC LOẠI ĐIỆN CỰC
 + Loại I : là một thanh kim loại M nhúng vào dung
dịch có chứa cation của nó.
 Cấu tạo :
 Ag/ Ag+
 Cu/Cu 2+
 Mn+ + ne M
nMM |

ĐIỆN CỰC LOẠI II
 Cấu tạo : M.MA/ An-
 MA + ne -> M + An-
 Ví dụ như điện cực Calomen : Hg. Hg2Cl2/ Cl-
Hg2Cl2 + 2e -> 2Hg + 2Cl-
Cl
a
EE
2
1
lg
2
059,00

ĐIỆN CỰC LOẠI III
 Kim loại M ( thường là Pt) được nhúng trong
dung dịch có chứa hai thành phần oxyhoa- khử
của một cặp oxyhoa khử
CrFe
OCrFe
33
2
72
2
)(Pt)(Pt

Điện cực màng
 Sự trao đổi e thông qua sự di chuyển các
ion chọn lọc qua màng
 Gồm 2 loại : Màng rắn và màng lỏng

Điện cực màng rắn
 Màng thủy tinh
 Màng đơn tinh thể
 Màng rắn đồng thể

Điện cực màng thủy tinh
 Gồm các kim loại silicat có điện trở lớn thường
dành cho việc xác định ion H+ và Na+
 Tùy thuộc vào tỷ lệ thành phần các oxit tạo ra
màng mà màng sẽ chọn lọc những ion nào
 Vì dụ : 27% Na2O-5%Al2O3- 68%SiO2 ta có điệc
cực màng chọn lọc H+
Nhưng ở 11% Na2O-18%Al2O3- 71%SiO2 ta có
điệc cực màng chọn lọc Na+

Điệc cực màng tinh thể
 Những điện cực màng này có độ chọm lọc rất cao và
thường không bị ảnh hưởng bởi các ion khác.
 Ví dụ điệc cực màng F- với tinh thể LaF3 chỉ cho ion F- đi
qua và có thể xác định hàm lượng F ở nồng độ 10-6M chỉ
chịu ảnh hưởng bởi OH-

Điện cực màng rắn đồng
thể
 Các màng loại này có điện trở thấp và độ dẫn
điện cao. Màng được hình thành từ việc nén ở
áp suất cao, độ dày thích hợp nên bền cơ học.
 Các vật liệu tạo màng thường là: Ag2S, AgBr,
AgCl hay là sự kết hợp : Ag2S-AgCl, Ag2S- AgBr,
Ag2S- MS với M có thể là Cu, Cd, Ni …

Điện cực màng lòng
 Đây là các điện cực mà các vật liệu chế tạo
màng là những chất trao đổi ion ( cation hay
anion) dạng hửu cơ không tan trong nước hay
chất rắn hòa tan dung môi hửu cơ. Các chất này
thường được phân tán trong pha rắn xốp có diện
tích bề mặt lớn, trơ kỵ nước. Thường các muối
hửu cơ của các kim loại.
 Các điện cực có giới hạn phát hiện phụ thuộc
vào độ tan của các ion trong nước và bị ảnh
hưởng lởi các ion có cấu tạo tương tự.

Cơ sở của quá trình
chuẩn độ

LOGOCơ sở của quá trình chuẩn độ
Là dựa vào phản ứng xãy ra giữa các
chất. Từ đó xác định thể tích tiêu tốn
của dung dịch chuẩn đển tính toán cho
ra kết quả. Kết quả được tính là dựa
vào định luật đương lượng
(NV)XD= (NV)TC

Dung dịch chuẩn Mẫu
Bắt Đầu
Cơ sở quá trình chuẩn độ

Dung dịch
chuẩn
Dung dịch
chuẩn+ Mẫu
Điểm cuối

Dung dịch chuẩn Dung dịch chuẩn + Mẫu
End

+ Nhận điểm cuối
qua sự biến đổi
màu
+ Quá trình thêm
chuẩn bằng tay
+ Quá trình thực
hiện cũng bằng tay
Quá trình chuẩn độ
thực hiện bằng tay

+ Không chịu ảnh hưởng trạng
thái của dung dịch chuẩn vả
mẫu
+ Có thể chuẩn độ ở những
từng phần rất nhỏ.
+ Biết được tiến trình phản ứng.
+ Tự động đánh giá và báo kết
quả
Quá trình chuẩn
độ tự động

Set Endpoint Titration SET
( Chuẩn độ điểm cuối)
Monotonic Equivalence point Titration MET
( Chuẩn độ đến điểm tương không biến điệu)
Dynamic Equivalence point Titration DET
( Chuẩn độ đến điểm tương biến điệu)
Karl Fischer Titration KFT
Các Kỹ thuật chuẩn độ

Volume
Endpoint
Signal[pH/mV]

equivalence point
Volume
Signal[pH/mV]

400.00
800.00
0.00 3.00
400.00
800.00
0.00 3.00
Trong MET tiến trình chuẩn độ tương tự nhau
Trong DET tiến trình chuẩn độ được tính toán
theo động học của quá trình
MET Mode
V [mL]
EP1
V [mL]
EP1
DET Mode
Các kỹ thuật chuẩn độ
MET và DET

Volume
Endpoint
Signal
[mg/min]
Chuẩn độ - KFT

SET MET DET KFT
Xác định điểm
cuối
Phản ứng
chậm
Phản ứng xãy
ra nhanh
Dùng để xác
định hàm
lượng nước
nước
Nước không
phải là môi
trường chuẩn
độ
Thời gian chuẩn
độ phải ít
Đường cong
không có bước
nhảy thực sự
Hiệu suất
(90%)
Điều kiện áp dụng

Quá trình chuẩn bị mẫu (Tạo sự đồng nhất)
 Mẫu phải được hòa tan hoàn toàn và có điện
cực phù hợp
 Tốc độ chuẩn độ
 Nền mẫu ( độ đục, giá trị pH, loại bỏ những
chất gây trở ngại).Điện cực là phù hợp với điều kiện
mẫu
 Thiết lập nồng độ cho chuẩn
Các bước chuẩn độ

Tại sao chúng ta phải thiết lập?
 Vì nồng độ của dung dịch chuẩn có thể bị
biến đổi
(như CO2 từ không khí, dung dịch I2 bị
biến đổi theo thời gian)
 Quá trình thiết lập đem lại giá trị đúng cho
chuẩn
 Quá trình thiết lập phải được thực hiện khi
sử dụng chuẩn
 Quá trình thiết lập phải làm thường xuyên
Các bước chuẩn độ–
Ý nghĩa của việc thiết lập

Cá từ
Đầu
buret
Điện cực
Các bước chuẩn độ –
Cai đặt điện cực

Tốc độ khuấy trộn
Không được tạo dòng khuấy “stirring funnel”
 Điện cực có thể không chìm hoàn toàn
trong dung dịch
 Tốc độ chuẩn
 Độ trôi(Drift ): Có thể cao hơn và nhanh hơn
 Quá trình dể bị lố (overrun) nếu như phản
ứng xãy ra trên bề mặt điện cực chậm
 Chuẩn ở thể tích lớn: Có nguy cơ vượt qua điểm
tương đương
Các bước chuẩn độ –
Các yếu tố ảnh hưởng
Thể tích dùng: Phải xem xét giữa buret và cốc chuẩn!

LOGODifferent Titration methods

+Phản ứng xãy ra nhanh
+ Đường cong chuẩn độ đối xứng(Đối với acid mạnh và
base mạnh)
+ Đường cong chuẩn độ không đối ( đối với chuẩn axit
yếu bằng base mạnh hay ngược
 Đường cong ít dốc, bước nhảy ngắn
Điện cực: pH glass electrode
Acid-base titrations
(aqueous)

Mẫu là không hòa tan trong nước
Mẫu dầu mỡ xác định chỉ số axit
Lúc này các dung môi hửu cơ sẽ không tương tác với
mẫu
Ngăn chặn sự tiếp xúc của nước với những dung môi
nguy hiểm
Pha chuẩn: HClO4 pha trong acetic acid
KOH pha trong Isopropanol, cồn
Chuẩn độ Acid-base-
không có mặt nước

Nguyên tắc: phản ứng chuẩn độ là tạo ra chất điện ly
ít tan
+ Phải loại bỏ những ion gây trở
+ Giảm khả năng hòa tan của kết tủa bằng cách
thêm các dung môi hửu cơ (e.g. acetone or ethanol)
 Làm giảm độ nhạy
Chất chuẩn: AgNO3, La(NO3)3, BaCl2, etc.
+ Đường cong chuẩn độ thường là đố xứng
Các phương pháp chuẩn độ
Chuẩn độ kết tủa

Anionic surfactants: titrant is cationic surfactant
Cationic surfactants: tirant is anionic surfactant
Important: optimal pH range
Electrode: Surfactrodes
-+ + -+
Chuẩn độ bề mặt

+ Iodometry, Chromatometry, Cerimetry,
Permanganometry, Bromatometry, Biamperometry
(Upol), Bivoltametry (Ipol)
+ Hầu như là môi trường acid
+ Thể tích chuẩn thường lớn
+ Oxygen dể can thiệp vào quá trinh  Quá trình
chuẩn phải trong môi trường trơ (N2 or CO2)
Điện cực: Sử dụng điện cực loại 3
Các phương pháp chuẩn độ–
Chuẩn độ oxyhoa-khử

+ Sự tạo phức (thường tỷ lệ1:1)
+ Quá trình tạo phức phụ thuộc nhiều vào yếu tố pH
 Dung dịch có tính đệm năng lớn để ổn định pH
+ Loại bỏ các ion gây trở ngại
+ Kỹ thuật dùng là trực tiếp và phần dư
+ Xác định điểm cuối:Phương pháp điện thế hay trắc
quang
+ Áp dụng: Xác đinh độ cứng (Ca/Mg), những kim loại
nặng)
Chuẩn độ phức chất

Sự kết nối điện cực?
Đầu cắm?
Đầu Buret ?
Bình chứa chất chuẩn?
Kiểm tra chất chuẩn?
Troubleshooting –
No titration curve

G
Thêm mẫu?
Nồng độ chất chuẩn?
Xử lý sự cố– không có EP-
chuẩn quá nhanh

G
Tín hiệu nền
Ảnh hưởng của cấu tử khác
Tốc độ chuẩn
Khuấy chậm
Bong bóng trong ống dẫn
Xử lý sự cố –
Quá nhiều điểm cuối

+Thường gặp đối với
dung dịch chuẩn độ
không nước, Bề mặt tiếp
xúc pha
+ Vấn đề về điện cực
+ Nền mẫu
+ Mẫu không tan hoàn
toàn
Xử lý sự cố – Tín hiệu
khởi đầu khác nhau

Bài giảng chuẩn độ điện thế mới

Empfohlen

Empfohlen

Weitere ähnliche Inhalte

Was ist angesagt?

Was ist angesagt? (20)

Ähnlich wie Bài giảng chuẩn độ điện thế mới

Ähnlich wie Bài giảng chuẩn độ điện thế mới (20)

Mehr von Nhat Tam Nhat Tam

Mehr von Nhat Tam Nhat Tam (10)

Bài giảng chuẩn độ điện thế mới