1. Trang Chủ
  2. Khác (Hóa học)
  3. ứng dụng chuẩn độ oxy hóa khử

ứng dụng chuẩn độ oxy hóa khử

Analytical Chemistry Ӭng Dөng Chuҭn ÿӝ Oxy-Hóa khӱ ( The Young Vietnamese Chemistry Specialists) Chҩt Oxy hóa mҥnh-Kali Permanganat và Cerium(IV) Ion permanganat và ion Cerium(IV) là nhӳng tác nhân oxy hóa rҩt mҥnh, các bán phҧn ӭng cho hai loҥi ion này ÿѭӧc viӃt nhѭ sau: - + - 2+ 0 MnO 4 + 8H +5e ļ Mn + 4H 2 O E = 1.51V 4 + - 3+ 0 Ce + e ꢀļ Ce E = 1.44V(1M H 2 SO 4 ) ĈLӋn thӃ cӫa chúng ÿã cho chúng ta thҩy rҵng sӵ khӱ cӫa Cerium(IV) cho

Thể loại Giáo án bài giảng Khác (Hóa học)

Số trang 4

Ngày tạo 4/22/2011 9:31:01 PM +00:00

Loại tệp pdf

Kích thước 0.07 M

Tên tệp titration pdf

Download

Analytical Chemistry  
Ӭng Dөng Chuҭn ÿӝ Oxy-Hóa khӱ  
(
The Young Vietnamese Chemistry Specialists)  
Chҩt Oxy hóa mҥnh-Kali Permanganat và Cerium(IV)  
Ion permanganat và ion Cerium(IV) là nhӳng tác nhân oxy hóa rҩt mҥnh, các bán phҧn ӭng  
cho hai loҥi ion này ÿѭӧc viӃt nhѭ sau:  
-
+
-
2+  
0
MnO  
4
+ 8H +5e ļ Mn + 4H  
2
O
E = 1.51V  
4
+
-
3+  
0
Ce + e ꢀļ Ce  
E = 1.44V(1M H  
2
SO  
4
)
ĈLӋn thӃ cӫa chúng ÿã cho chúng ta thҩy rҵng sӵ khӱ cӫa Cerium(IV) cho các dung dӏch trong 1  
M sulfuric axít. NӃu ion permanganat ÿѭӧc hòa tan trong dung dӏch 1 M axít percloric và Axít  
nitric 1 M, thì ÿLӋn thӃ sӁ lҫn lѭӧt là 1.70 và 1.60 V. Các dung dӏch cӫa Ce (IV) trong percloric axít  
và axít nitric ÿӅu không bӅn do ÿó viӋc ӭng dөng cӫa các dung dӏch này rҩt hҥn chӃ.  
Bán phҧn ӭng ӣ trên cӫa ion permanganat chӍ xҧy ra trong dung dӏch axít có nӗng ÿӝ tӯ 0.1  
M trӣ lên. Trong các dung dӏch axít yӃu sҧn phҭm phҧn ӭng có thӇ là Mn (III), Mn (IV), hoһc Mn  
(VI) tùy thuӝc vào các ÿLӅu kiӋn phҧn ӭng.  
Cho tҩt cҧ các mөc ÿích thӵc nghiӋm, tính oxy hóa mҥnh cӫa các dung dӏch permanganat và  
Cerium(IV) có thӇ so sánh vӟi nhau. Dung dӏch Permanganat phân ly chұm trong trong môi trѭӡng  
axít sunfuric, trái lҥi dung dӏch cӫa Cerium(IV) không phân ly trong axít sunfuric. Do ÿó dung dӏch  
permanganat trong mӝt sӕ trѭӡng hӧp, chúng ÿѭӧc dùng làm dung dӏch chuҭn. Cerium(IV) trong  
axít sunfuric không oxy hóa ÿѭӧc ion Clo và có thӇ dùng ÿӇ chuҭn ÿӝ chҩt HCl cӫa các chҩt phân  
tích. Ion permanganat không thӇ dùng vӟi dung dӏch axít HCl trӯ khi có các tác nhân làm chұm sѭ  
oxy hóa cӫa ion Clo, nӃu không làm chұm sӵ oxy hóa cӫa ion Clo thì sӁ dүn ÿӃn hiӋn tѭӧng tác  
nhân chuҭn sӁ bӏ phҧn ӭng hӃt.  
Mһc dù dung dӏch Cerium(IV) có nhiӅu ѭu ÿLӇm hѫn dung dӏch Permanganat, nhѭng  
Permanganat lҥi ÿѭӧc dùng phә biӃn hѫn. Mӝt lý do mà tҥi sao dung dӏch Permanganat lҥi ÿѭӧc  
dùng nhiӇu hѫn là vì màu cӫa dung dӏch Permanganat ÿӫ bӅn ÿӇ sӱ dөng nhѭ mӝt chҩt chӍ thӏ  
trong các quá trình chuҭn ÿӝ. Màu cӫa dung dӏch Cerium(IV) là vàng cam, nhѭng màu cӫa cӫa nó  
không bӅn ÿӇꢀÿóng vai trò nhѭ mӝt chҩt chӍ thӏ trong quá trình chuҭn ÿӝ. Mӝt lý do khác nӳa mà ÿo  
ÿó dung dӏch Permanganat lҥi ÿѭӧc sӱ dөng phә biӃn hѫn Cerium(IV) là vҩn ÿӅ giá cҧ. Giá cӫa  
Pӝt lít dung dӏch Permanganat 0.02M vào khoҧng trên dѭӟi mѭӡi nghìn ÿәng so vӟi giá cӫa dung  
Gӏch Cerium(IV) cùng nӗng ÿӝ là hѫn năm mѭѫi nghìn ÿӗng. Mӝt thuұn lӧi khác là dung dӏch  
Cerium(IV) thѭӡng có xu hѭӟng hình thành kӃt tӫa cӫa các muӕi trong dung dӏch có nӗng ÿӝ nhӓ  
Kѫn 0.1 M trong các môi trѭӡng axít mҥnh.  
Nhѭꢀÿã ÿӅ cұp ӣ trên, mӝt lӧi ÿLӇm cӫa Kali permanganat là màu tím ÿұm cӫa nó mà có thӇ  
ÿóng vai trò chҩt chӍ thӏ trong các quá trình chuҭn ÿӝ. ChӍ 0.01 ml dung dӏch Kali Permanganat  
trong 100 ml nѭӟc là chúng ta có thӇ quan sát ÿѭӧc màu cӫa nó. NӃu dung dӏch permanganat quá  
loãng, thì diphenylamin sunphonic axít hoһc phӭc Phenatrolin Fe(II) có thӇ ÿѭӧc thêm vào ÿӇ làm  
Vҳc nét ÿLӇm cuӕi.  
ꢀ
ĈLӇm cuӕi cӫa permanganat không bӅn bӣi vӍ lѭӧng dѭ ion permanganat sӁ phҧn ӭng chұm  
Yӟi Mangan(II) có nӗng ÿӝ tѭѫng ÿӕi cao xuҩt hiӋn ӣꢀÿLӇm cuӕi cӫa quá trình chuҭn ÿӝ.  
-
2+  
+
ꢀĻ + 4H  
2
MnO  
4
+ 3Mn + 2H  
2
O ĺ 5MnO  
2
Ͱng dͭng chu̱n ÿ͡ Oxy-hóa kh͵  
Trang 1  
Analytical Chemistry  
47  
ҵng sӕ cân bҵng cho phҧn ӭng này là 10 . ĈLӅu này xác ÿӏnh rҵng nӗng ÿӝ cân bҵng cӫa ion  
+
Permanganat là rҩt nhӓ ngay cҧ trong moi trѭӡng có tính axít cao. Tӕc ÿӝ phҧn ӭng tѭѫng ÿӕi chұm  
và ÿLӇm cuӕi nhҥt dҫn trong khoҧng thӡi gian 30 giây.  
Dung dӏch Cerium(IV) nhѭꢀÿã ÿӅ cұp ӣ trên, màu vàng cam, nhѭng màu không ÿӫ mҥnh ÿӇ  
làm vai trò nhѭ mӝt chӍ thӏ. ChӍ thӏ phә biӃn nhҩt dùng cho Cerium(IV) là phӭc Fe(II) cӫa 1,10  
phentrolin hoһc các dүn xuҩt thӃ cӫa nó.  
Các dung dӏch aquѫ cӫa permanganat thì không hoàn toàn bӅn bӣi vì ion permanganat có  
xu hѭӟng oxy hóa nѭӟc hình thành Mangan dioxit.  
- -  
4 2 2 2  
+ 2H O ĺ 4MnO ꢀĻ + 3O (khí) + 4OH  
4MnO  
0һc dù hҵng sӕ cân bҵng cho phҧn ӭng này cho biӃt rҵng sӵ hình thành Mangan dioxit là hiӇn  
nhiên khi chuҭn ÿӝ mӝt cách ÿúng phѭѫng pháp, dung dӏch sӁ bӅn bӣi vì phҧn ӭng phân ly xҧy ra  
Uҩt chұm. Phҧn ӭng phân ly ÿѭӧc xúc tác bҵng ánh sáng, nhiӋt ÿӝ, axít, bazѫ, Mangan(II) và  
Mangan dioxit. Mangan dioxit thұm chí có thӇ tìm thҩy trong dung dӏch Kali Permanganat tinh  
khiӃt nhҩt. Loҥi bӓ Mangan dioxit bҵng phѭѫng pháp lӑc, trѭӟc khi tiӃn hành chuҭn ÿӝ sӁ cҧi thiӋn  
ÿѭӧc tính әn ÿӏnh cӫa dung dӏch. Giҩy lӑc không thӇ dùng ÿӇ lӑc Mangan dioxit vì ion permanganat  
VӁ phҧn ӭng vӟi giҩy lӑc tҥo ra thêm Mangan dioxit. Các dung dӏch chӭa lѭӧng dѭ chҩt chuҭn  
Permanganat không bao giӡꢀÿѭӧc ÿun nóng bӣi vì, nhѭꢀÿã nói ӣ trên, chúng sӁ phân hӫy bҵng viӋc  
oxy hóa nѭӟc.  
Các chҩt chuҭn cѫ bҧn  
2 2 7  
Natri Oxalat (Na C O ) ÿѭӧc dùng tѭѫng ÿӕi phә biӃn ÿӇ chuҭn ÿӝ các dung dӏch  
permanganat và Cerium(IV). Trong dung dӏch axít, ion oxalat bӏ chuyӇn sang axít không phân ly.  
- + 2+  
4 2 2 4 2 2  
MnO + 5H C O + 6H ĺ 2Mn + 10 CO (khí) + 8H O  
2
Cùng mӝt sҧn phҭm oxy hóa sӁꢀÿѭӧc tҥo ra khi oxalat phҧn ӭng vӟi permanganat và Cerium(IV).  
Phҧn ӭng giӳa ion permanganat và axít oxalic rҩt phӭc tҥp và quá trình phҧn ӭng xҧy ra  
chұm, trӯ khi có sӵ hiӋn diӋn cӫa Mangan (II). Khi mà nӗng ÿӝ cӫa Mangan(II) tăng lên, quá trình  
phҧn ӭng sӁ nhanh dҫn lên do kӃt quҧ cӫa hiӋn tѭӧng tӵ xúc tác.  
0
ꢀ
ĈLӅu này ÿã ÿѭӧc quan sát khi các dung dӏch cӫa natri oxalat ÿѭӧc chuҭn ÿӝꢀӣ 60 C và  
0
0 C, lѭӧng ion permanganat mҩt ÿi khoҧng 0.1-0.4% nhӓ hѫn so vӟi lý thuyӃt. Sӵ chênh lӋnh này  
9
có thӇ do sӵ oxy hóa không khí cӫa axít oxalic. Trong suӕt quá trình chuҭn ÿӝ nhѭ thӃ này, sau khi  
0
permanganat phҧn ӭng hӃt, dung dӏch ÿѭӧc ÿun nóng lên 60 và tiӃn hành chuҭn ÿӝ cho ÿӃn khi có  
màu hӗng ӣꢀÿLӇm cuӕi xuҩt hiӋn và có thӇ quan sát ÿѭӧc trong khoҧng thӡi gian 30 giây. Hҫu hӃt  
các mөc ÿích, chuҭn ÿӝ trӵc tiӃp, axít oxalic nóng sӁ thu ÿѭӧc kӃt quҧ cao hѫn (khoҧng 0.2-0.3%).  
1
Ӄu nhѭ sӵ chính xác cao hѫn ÿѭӧc ÿһt ra thì chuҭn ÿӝ trӵc tiӃp bҵng dung dӏch nóng cӫa mӝt  
phҫn chҩt chuҭn cѫ bҧn có thӇꢀÿѭӧc theo sau bҵng sӵ chuҭn ÿӝ cӫa hai hay ba phҫn nӳa không ÿѭӧc  
ÿun nóng cho ÿӃn khi chuҭn ÿӝ hӃt mүu cҫn chuҭn ÿӝ.  
Kali Dicromat  
Ion cromat bӏ khӱꢀÿӃn ion Crom(III) có màu xanh lөc.  
2
-
+
-
3+  
0
E = 1.33V  
Cr  
2
O
7
+ 14H + 6e ļ 2Cr  
+ 7H  
2
O
Ͱng dͭng chu̱n ÿ͡ Oxy-hóa kh͵  
Trang 2  
Analytical Chemistry  
Chuҫn ÿӝ Dicromat thѭӡng ÿѭӧc thӵc hiӋn trong các dung dӏch có nӗng ÿӝ khoҧng 1M vӟi sӵ có  
Pһt cӫa axít hydrocloric hay axít sunfuric. Trong các dung dӏch này, ÿLӋn thӃ hình thӭc cho bán  
phҧn ӭng là tӯ 1.0 ÿӃn 1.1 V.  
Các dung dӏch Kali dicromat tѭѫng ÿӕi bӅn và có thӇꢀÿun nóng mà không bӏ phân ly. Các  
tác nhân chuҭn cѫ bҧn có bán trên thӏ trѭӡng cӫa các mһt hàng hóa chҩt tҥi ViӋt Nam, mӝt sӕ thuӕc  
thӱ chuyên biӋt khác ÿѭӧc nhұp vӇ tӯ nѭӟc ngoài mà chӫ yӃu là sҧn phҭm ÿѭӧc sҧn xuҩt tҥi Trung  
Quӕc và Ĉӭc, rҩt ít các sҧn phҭm ÿѭӧc nhұp vào ViӋt Nam tӯ U.K và USA. So vӟi Permanganat và  
Cerium(IV) thì Kali Dicromat có mӝt sӕ nhѭӧc ÿLӇm là nó nҵm ӣ thӃꢀÿLӋn cӵc thҩp hѫn và phҧn  
ӭng xҧy ra chұm khi tѭѫng tác vӟi mӝt sӕ thuӕc thӱ.  
ꢀ
Ĉӕi vӟi hҫu hӃt các mөc ÿích phân tích thì thuӕc thӱꢀѭu viӋt thѭӡng là Kali Dicromat ÿҥt  
0
yêu cҫu và cho phép viӋc chuҫn bӏ trӵc tiӃp các dung dӏch mүu. Chҩt rҳn ÿѭӧc làm khô ӣ 150-200  
C trѭӟc khi ÿem ÿi cân. Màu vàng cӫa dung dӏch dicromat không ÿӫ nhҥy cҧm ÿӇ phát hiӋn ÿLӇm  
cuӕi. Diphenylamin sulfonic axít là mӝt chӍ thӏ tuyӋt vӡi cho các quá trình chuҭn ÿӝ vӟi dicromat.  
'ҥng oxy hóa cӫa chӍ thӏ có màu tía, và dҥng khӱ thì vӅ cѫ bҧn là không màu. Do ÿó trong phép  
chuҭn ÿӝ trӵc tiӃp màu quan sát ÿѭӧc sӁ chuyӇn tӯ màu xanh lөc cӫa ion Crom(III) sang màu tía.  
YӃu tӕ cѫ bҧn cӫa viӋc sӱ dөng dicromat cho viӋc chuҭn ÿӝ thӇ tích cӫa Fe(II).  
2- 2+ + 3+ 3+  
2 7 2  
Cr O + 6Fe + 14H ĺ 2Cr + 6Fe + 7H O  
Phҧn ӭng cӫa dicromat vӟi ion Fe(II) ÿã ÿѭӧc sӱ dөng rӝng rãi cho viӋc xác ÿӏnh gián tiӃp  
Pӝt sӕ tác nhân oxy hóa ÿa dҥng. Trong nhӳng ӭng dөng này mӝt lѭӧng dѭꢀÿo ÿѭӧc cӫa dung dӏch  
Fe(II) ÿѭӧc thêm vào mӝt dung dӏch mang tính axít cӫa chҩt phân tích. Lѭӧng dѭ Fe(II) sau ÿó  
ÿѭӧc chuҭn ÿӝ ngѭӧc vӟi chҩt chuҫn kali dicromat. Chuҭn dung dӏch Fe(II) bҵng viӋc chuҭn ÿӝ vӟi  
dicromat ÿѭӧc thӵc hiӋn ÿӗng thӡi vӟi quá trình phân tích bӣi vì các dung dӏch cӫa Fe(II) có xu  
Kѭӟng bӏ oxy hóa bӣi không khí. Phѭѫng pháp này ÿã ÿѭӧc ӭng dөng cho viӋc xác ÿӏnh các ion  
nitrat, clorat, permanganat, và dicromat, cNJng nhѭ ÿӕi vӟi các peroxit hӳu cѫ và nhiӅu tác nhân oxy  
hóa khác.  
Iot  
Mӝt sӕ dung dӏch cӫa Iot là các tác nhân oxy hóa yӃu mà chúng ÿѭӧc dùng ÿӇ xác ÿӏnh các  
tác nhân khӱ mҥnh.  
3
-
-
-
0
E = 1.33V  
I + 2e ļ 3I  
Các dung dӏch chuҭn Iot có ӭng dөng tѭѫng ÿӕi hҥn chӃ so vӟi các chҩt oxy hóa khác, chúng ta phҧi  
3
- -  
nên xét các ÿһc tính cӫa nó vì thӃꢀÿLӋn cӵc cӫa cһp I /I thҩp hѫn. ThӃꢀÿLӋn cӵc thҩp là mӝt ÿLӅu  
Uҩt thuұn lӧi bӣi vì nó phә biӃn mӝt mӭc ÿӝ chӑn lӵa cho phép có thӇ xác ÿӏnh các tác nhân khӱ  
Pҥnh vӟi sӵ có mһt cӫa mӝt sӕ tác nhân khӱ yӃu. Mӝt thuұn lӧi quan trӑng nӳa cӫa Iot ÿó là dӉ  
chuҭn bӏ dung dӏch chuҭn, tính nhҥy cҧm và chӍ thӏ hoàn nguyên cho các quá trình chuҭn ÿӝ. Dung  
Gӏch Iot mһc dù là thiӃu tính әn ÿӏnh và phài chuҭn lҥi thѭӡng xuyên.  
Iot không phҧi là chҩt dӉ hòa tan trong nѭӟc (~0.001M). ĈӇ có các dung dӏch có nӗng ÿӝ thích hӧp  
dùng ÿѭӧc cho phân tích, iot sӁꢀÿѭӧc hòa tan trong mӝt lѭӧng KI có nӗng ÿӝ vӯa phҧi. Iot dӉ hòa  
tan hѫn trong môi trѭӡng nhѭ thӃ này.  
-
3-  
-2  
K= 7.1x 10  
I
2
(rҳn) + I ꢀļ I  
Iot hòa tan chұm trong các dung dӏch kali ioÿua, ÿһc biӋt nӃu nӗng ÿӝ cӫa ioÿua thҩp. ĈӇ có  
dung dӏch ÿӗng ly, iot luôn ÿѭӧc hòa tan trong mӝt lѭӧng nhӓ dung dӏch kali ioÿua có nӗng ÿӝ cao.  
Ͱng dͭng chu̱n ÿ͡ Oxy-hóa kh͵  
Trang 3  
Analytical Chemistry  
Hòa tan iot trong dung dӏch kali ioÿua phҧi tiӃn hành chұm và tӍ mӍ, không ÿѭӧc pha loãng hӛn hӧp  
cho ÿӃn khi tinh thӇ iot cuӕi cùng tan hӃt, nӃu không thì phân tӱ lѭӧng cӫa cӫa dung dӏch loãng sӁ  
Gҫn tăng lên theo thӡi gian. ĈӇ loҥi bӓ yӃu tӕ bҩt lӧi này bҵng cách lӑc dung dӏch trѭӟc khi tiӃn  
hành chuҭn. Sӵ oxy hóa không khí cӫa iot có thӇ gây ra sӵ thay ÿәi phân tӱ lѭӧng cӫa dung dӏch  
iot.  
- +  
2 2 2  
I + O (khí) + 4H ꢀļ 2I + 2H O  
4
6
ӵ oxy hóa không khí tăng lên khi có mһt cӫa axít, ánh sáng và nhiӋt ÿӝ.  
Dung dӏch có thӇ ÿѭӧc chuҭn ÿӝ ngѭӧc bҵng natri thiosunfat hoһc bari thosunfat  
monohydrat.  
-
-
+
-
OCl + 2I + 2H ļ Cl + I  
2
+ H  
2
O (lѭӧng dѭ KI không xác ÿӏnh)  
2
-
-
2-  
O
6
I
2
+ 2S  
2
O
3
ꢀĺ 2I + S  
4
Kali Bromat  
Chҩt chuҭn cѫ sӣ kali bromat có thӇꢀÿѭӧc dùng ÿӇ chuҭn bӏ trӵc tiӃp các dung dӏch chuҭn  
có tính әn ÿӏnh cao. Chuҭn ÿӝ trӵc tiӃp vӟi kali bromat là tѭѫng ÿӕi hiӃm. Thay vào ÿó kali bromat  
ÿѭӧc dùng khá phә biӃn nhѭ là mӝt nguӗn cӫa brôm. Trong phѭѫn pháp này, lѭӧng kali bromua  
không xác ÿӏnh ÿѭӧc thêm vào dung dӏch mang tính axít cӫa chҩt phân tích. ViӋc thêm mӝt thӇ tích  
xác ÿӏnh cӫa chҩt chuҭn kali bromat dүn ÿӃn viӋc sinh ra mӝt hàm lѭӧng brôm hӧp thӭc.  
- - +  
3 2 2  
BrO + 5Br + 6H ĺ 3Br + 6H O  
ViӋc phát sinh Brôm mӝt cách gián tiӃp ÿã khҳc phөc ÿѭӧc tính không әn ÿӏnh cӫa dung dӏch  
chuҭn Brôm.  
Chҩt chuҭn kali bromat ÿѭӧc dùng chӫ yӃu ÿӇ xác ÿӏnh các hӧp chҩt hӳu cѫ phҧn ӭng ÿѭӧc  
Yӟi brôm. Rҩt ít các phҧn ӭng loҥi này xҧy ra ÿӫ nhanh ÿӇ cho phép chuҭn ÿӝ trӵc tiӃp. Thay vào ÿó  
Pӝt lѭӧng dѭ xác ÿӏnh cӫa chҩt chuҭn bromat ÿѭӧc thêm vào dung dӏch chӭa mүu cӝng vӟi mӝt  
Oѭӧng dѭ KI. Sau khi axít hóa, hӛn hӧp ÿѭӧc cho phҧn ӭng cho ÿӃn khi có sӵ xuҩt hiӋn cӫa brôm  
nhѭ là mӝt dҩu hiӋu ÿӇ kӃt thúc quá trình chuҭn ÿӝ. ĈӇ xác ÿӏnh lѭӧng brôm dѭ, lѭӧng dѭ Ki  
không xác ÿӏnh ÿѭӧc ÿѭa vào ÿӇ chuyӇn lѭӧng brôm dѭ sang iot:  
-
-
2 2  
ꢀĺ I + 2Br  
2
I + Br  
/ѭӧng iot giҧi phóng ÿѭӧc chuҭn vӟi chҩt chuҭn natri thiosunfat. Ĉӕi vӟi viӋc xác ÿӏnh các hӧp  
chҩt hӳu cѫ, brôm ÿѭӧc ÿѭa vào mӝt phân tӱ hӳu cѫ bҵng các phҧn thӃ hoһc phҧn ӭng cӝng.  
Ͱng dͭng chu̱n ÿ͡ Oxy-hóa kh͵  
Trang 4  
nguon VI OLET
Hóa học 8 Hóa học 9 Hóa học 10 Hóa học 11 Hóa học 12 Hóa học 10 nâng cao Hóa học 11 nâng cao Hóa học 12 nâng cao Khác (Hóa học)