Thế Nào Là Chất Oxy Hóa ? Chất Khử ? Cặp Oxy Hóa Khử Liên Hợp? Phản Ứng Oxy

Là chất oxy hóa: O2 + 4H + 2e = 2H O

2- +

Là chất khử: O2 - 2e = O

EH2O2

M  17,005 2

Đối với H2O2ngoài các loại nồng độ vẫn được biểu thị thông thưêng, người ta còn dùng khái niệm nồng độ theo thể tích oxy, được tính bằng “số lít oxy do 1 lít dung dịch H2O2tự phân hủy ra”. Cách tính nh− sau :

Tõ phương trình phân hủy:

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 316 trang tài liệu này.

H2O2 ⎯⎯ H2O +1/2O2

Ta thấy 1 mol H2O2 phân huỷ cho ta 1/2 mol O2 do đó 1 khối lưỵng mol

®ương lưỵng H2O2 phân huỷ sẽ cho 1/4 mol oxy hay ứng với 22,4/4= 5,6 lít

oxy  nồng độ theo thể tích oxy = NH O 5,6 lÝt oxy

Khi H2O2 định lượng bằng KMnO4 là dựa trên tính khử của nó theo phản ứng:

- + 2+

2MnO4 + 5H2O2 + 6H = 2Mn + 5O2 + 8H2O

Cách định lưỵng gièng nh− định lưỵng Fe2+.

Khi H2O2 định lượng bằng phương pháp iod là dựa trên tính oxy hóa của nó theo các phản ứng định lưỵng sau:

H2O2 + 2KI + H2SO4 = 2H2O + I2 + K2SO4

I2 giải phóng ra:

I2 + 2 Na2S2O3 = Na2S4O6 + 2 NaI

Kỹ thuật tiến hành:

- Buret: Dung dịch Na2S2O3đã biết nồng độ

- Bình nón: V mL H2O2

5 mL H2SO4 50%

1 g KI

3 giọt amoni molypdat 30% (để kích thích phản ứng)

Nhá Na2S2O3 đến khi có màu vàng nhạt, thêm hồ tinh bột, định lượng tiếp đến mất màu xanh thẫm. Ghi thể tích Na2S2O3 đã dùng. Tính kết quả theo yêu cầu.

2.4.3. Định lưỵng As2O3

Có thể định lưỵng As2O3bằng dung dịch chuẩn I2theo phương trình phản ứng:

219

As2O3 + 2I2 + 2H2O = As2O5 +4 HI

Phản ứng chuẩn độ được tiến hành trong môi trường có pH = 8 (bằng cách cho thêm NaHCO3 vào dung dịch định lưỵng).

EAs2O3

M  49,46 4

Có thể định lượng dung dịch này bằng phương pháp bromat dựa trên phản ứng oxy hóa của BrO3 với As2O3 trong môi trưêng acid:

2KBrO3 + 3As2O3 = 2KBr + 3As2O5

Nhận ra điểm tương đương bằng chỉ thị đỏ methyl: Khi thừa 1 giọt KBrO3 màu sẽ chuyển từ đỏ sang vàng (do chỉ thị bị Br2 phân huỷ).

2.4.4. Định lượng dung dịch glucose đẳng trương 5%

Glucose được định lượng bằng phương pháp iod theo phương pháp chuẩn độ ngưỵc (thõa trõ): Cho mét lưỵng I2 d− chính xác vào dung dịch glucose trong môi trường kiềm (dùng NaOH) để oxy hóa glucose có nhóm chức –CHO thành acid gluconic theo phản ứng sau:

- -

I2 + 2NaOH = NaI + NaIO + H2O (1) CH2OH(CHOH)4-CHO + IO = CH2OH(CHOH)4COOH + I (2)

Sau khi hoàn thành phản ứng (2), ta acid hóa môi trường bằng H2SO4để cân bằng (1) chuyển dịch về phía trái, định lưỵng I2d− bằng dung dịch Na2S2O3đã biết nồng độ. Từ đó tính ra kết quả, ví dụ tính % glucose nh− sau:

VI2 .N I2 - V .N

Na2S2O3

Na2S2O3 .Ef

% C6H12O6

VC6H12O6

C6H12O6 10

Trong đó :

EC6H12O6

M  90,08 2

f là hệ số pha loãng dung dịch glucose trước khi định lưỵng.

2.4.5. Pha dung dịch chuẩn KBrO3

KBrO3 dễ điều chế thành chất tinh khiết (thoả mãn tiêu chuẩn chất gốc) bằng cách kết tinh lại trong nước rồi sấy khô ở 150 –180 oC. Do đó từ KBrO tinh khiết ta có thể tính toán để pha dung dịch có nồng độ theo yêu cầu.

Lưu ý:

E KBrO 3

M  27,83 6

Khi không có KBrO3tinh khiết, có thể pha gần đúng sau đó xác định lại nồng độ bằng chất gốc khác (thí dụ As2O3).

220

2.4.6. Định lưỵng sulfathiazol

Sulfathiazol (hay 2-[p. aminophenylsulfamido]- thiazol) có công thức: C9H9O2S2N3 = 255,33

H2N

SO2 NH

Đây là một sulfamid thông dụng, có thể định lượng bằng dung dịch NaNO2 trong môi trường acid ở nhiệt độ 10 C với chỉ thị nội tropeolin 00. Phương trình phản ứng chuẩn độ:

NaNO 2 H HONO

với

H+

R-NH 2 + HONO

ENaNO  M  69

Esulfathiazol = M = 255,33

R NN + 2H2O

Trong đó dung dịch chuẩn NaNO2 thường pha gần đúng (do NaNO2 không đạt tiêu chuẩn chất gốc) sau đó xác định lại nồng độ bằng chất gốc là acid sulfanilic (E =M = 173,2).

bài tập (bài 7)

7.1. Thế nào là chất oxy hóa ? Chất khử ? Cặp oxy hóa khử liên hợp? Phản ứng oxy hóa khử.

7.2. Hãy nêu các bước cơ bản để cân bằng phương trình của phản ứng oxy hóa khử.

7.3. Nêu nguyên tắc chung của phương pháp chuẩn độ oxy hóa khử.

7.4. Hãy cho biết 4 loại chỉ thị dùng trong phương pháp oxy hóa khử.

7.5. Trình bày nguyên tắc, điều kiện ứng dụng của các phương pháp

định lưỵng sau:

- Phương pháp permanganat

- Phương pháp iod

- Phương pháp bromat

- Phương pháp nitrit

221

7.6. Thiết lập công thức nồng độ theo thể tích oxy của dung dịch H2O2 khi định lưỵng theo phương pháp permanganat.

7.7. Chuẩn độ 10,00 mL dung dịch H2C2O4 0,05M trong môi trường acid hết 9,75 mL KMnO4. Hãy viết phương trình phản ứng chuẩn

độ và tính nồng độ N của dung dịch KMnO4.

7.8. Chuẩn độ 10,00 mL dung dịch H2O2 hết 12,50 mL dung dịch KMnO4 0,1 N. Tính nồng độ theo thể tích oxy của dung dịch H2O2 trên.

7.9. Kết tủa hoàn toàn Pb2+ trong một mẫu phân tích dưới dạng tủa PbCrO4. Sau đó hòa tan kết tủa trong acid H2SO4 dư, thêm KI dư, sau đó đem chuẩn độ hết 23,50 mL dung dịch Na2S2O3 0,1025 M. Hãy viết phương trình, giải thích cách định lượng và tính số g chì có trong mẫu.

7.10. Lấy 10,00 mL dung dịch As2O3 đem định lượng hết 9,85 mL dung dịch I2 0,1 N. Hãy viết phương trình phản ứng định lượng và tính nồng độ g/L của dung dịch As2O3 trên.

7.11. Lấy 10,00 mL dung dịch muối Mohr đem định lượng trong môi trường acid hết 12,25 mL dung dịch KMnO4. Biết rằng khi định lượng 10,00 mL acid oxalic 0,1 N hết 11,25 mL dung dịch KMnO4 trên. Viết phương trình phản ứng định lượng và tính nồng độ g/L của dung dịch muối Mohr trên.

222

phần IV

Thực hành phân tích định lượng

223

224

Bài 1

cân phân tích

mục tiêu

1. Trình bày được mức độ chính xác của cân kỹ thuật, cân phân tích

2. Sử dụng được cân kỹ thuật, cân phân tích.

1. Cân

1.1. Khái niệm

Cân là một trong những thao tác cơ bản, quan trọng trong phân tích

định lượng, nếu cân không đúng sẽ dẫn đến sự sai lệch rất lớn của kết quả phân tích. Trong phòng thí nghiệm phân tích, thường dùng cân kỹ thuật và cân phân tích.

Cân kỹ thuật có độ chính xác phổ biến là ± 0,01 g, thường được dùng

để xác định khối lượng của chất khi không cần thật chính xác hoặc có khối lưỵng tương đối lớn.

Cân phân tích có độ chính xác phổ biến là ± 0,0001 g, được dùng để xác định khối lượng của mẫu thử hoặc chất cần xác định có độ chính xác cao hay khối lưỵng nhá.

Trong thùc tÕ thường có hai loại cân:

Cân cơ học hoạt động dựa trên nguyên tắc đòn bẩy.

Cân điện tử hoạt động dựa trên lực điện từ để giữ cân ở vị trí cân bằng.

1.2. Một số nguyên tắc khi cân

Lựa chọn cân và phương pháp cân thích hợp tùy theo yêu cầu của phép phân tích.

Phải kiểm tra trạng thái của cân trước khi cân, dùng vải mềm lau sạch bụi ở đĩa cân. Nếu phát hiện sai lệch, không tự ý sửa chữa, phải báo cáo cán bộ hưíng dÉn.

Với cân phân tích, không được cân vật quá nặng (thường không quá 200 g) vì nh− vậy sẽ làm hỏng cân.

225

Không đặt trực tiếp vật cân lên đĩa cân, phải lót giấy cân, đựng trong chén cân,... Không cân vật quá nóng hoặc quá lạnh trên cân phân tích (phải để vào bình hút ẩm trong khoảng 20 phút), với cân phân tích chỉ

®ược mở hai cửa bên cạnh, không được mở cửa giữa để tránh nhiệt, hơi nưíc, khÝ cđa người thở ra.

Tuyệt đối không đụng chạm vào cân khi cân đang chạy. Với cân cơ học chỉ đặt vào hoặc lấy quả cân hay vật cân ra khi đã hãm cân. Không

®ược dùng tay bốc quả cân hoặc hóa chất mà phải dùng kẹp, thìa,...

Các chất hút nước, chất lỏng, đặc biệt là các chất có hơi thoát ra làm hỏng cân, bắt buộc phải đựng trong chén cân có nắp.

Khi cân, động tác phải nhẹ nhàng, giữ sạch sẽ trong và ngoài cân.

2. Thực hành sử dụng cân phân tích

Kiểm tra, chuẩn bị cân: Hộp quả cân, cát sạch, giấy cân, chén cân, hóa chất cần cân.

2.1. Sử dụng cân cơ học theo phương pháp cân đơn

Đặt giấy cân lên hai đĩa cân phân tích, điều chỉnh về vị trí cân bằng.

Đặt vào đĩa cân bên trái một hoặc một số quả cân có khối lượng bằng m gam hóa chất cần cân (giả sử 0,8652 g).

Thêm từ từ hóa chất cần cân vào đĩa cân bên phải đến khi cân thăng bằng. Khối lượng hóa chất cân được là m = 0,8652 g.

Qủa cân

Hãa chÊt

(mg)

Hình 1.1. Cách cân trên cân cơ học theo phương pháp cân đơn

Ghi chó: Có thể thực hiện theo kỹ thuật ngược lại, nh− sau: cho hóa chất vào một bên đĩa cân, thêm quả cân vào đĩa cân còn lại đến khi cân thăng bằng.

2.2. Sử dụng cân cơ học theo phương pháp cân kép Borda

Đặt giấy cân lên hai đĩa cân phân tích, điều chỉnh về vị trí cân bằng.

Đặt vào đĩa cân bên phải một hoặc một số quả cân có khối lượng bằng m g lượng hóa chất cần cân (giả sử 0,8652 g).

226