57. TỔNG QUAN VỀ HÓA PHÂN TÍCH Ths. Nguyễn Thị Thanh Phượng Khoa Môi Trường Đại học Bách Khoa, Tp.HCM BÀI GIẢNG HÓA PHÂN TÍCH Phần Mở Đầu
58. TỔNG QUAN VỀ HÓA PHÂN TÍCH Khái niệm về hóa phân tích: Hóa phân tích là khoa học về các phương pháp kiểm tra những quá trình hóa lý và kỹ thuật hóa học. Phân tích định tính (PTĐT): Xác định sự hiện diện của các cấu tử trong mẫu phân tích và đánh giá sơ bộ hàm lượng của chúng. Phân tích định lượng (PTĐL): Xác định chính xác hàm lượng của những cấu tử trong mẫu.
59.
60.
61. Phần Mở Đầu: TỔNG QUAN VỀ HÓA PHÂN TÍCH 3. Phương pháp hóa lý (PPHL) Kết hợp giữa PPHH và PPVL. Định tính hoặc định lượng mẫu dựa vào lý tính của hợp chất hay dung dịch thu được từ các phản ứng hóa học giữa cấu tử cần phân tích với thuốc thử. 4. Các phương pháp hóa lý khác PPPT phóng xạ : Đo các bức xạ của các nguyên tử có hoạt tính phóng xạ. PP nhiệt, PPnhiệt điện, PP đo độ dẫn điện, PP chuẩn độ nhiệt lượng…
62. Phần Mở Đầu: TỔNG QUAN VỀ HÓA PHÂN TÍCH 5. Phương pháp phổ nghiệm (PPPN) Kết quả khảo sát được biểu diễn dưới dạng phổ , bao gồm: Phương pháp quang phổ : dựa trên sự phát xạ, hấp thu và tán xạ ánh sáng. Phương pháp khối phổ : Đo khối lượng phân tử chất đó Phương pháp phổ cộng hưởng từ : dựa trên sự tương tác chất đó với môi trường.
63.
64. Phần Mở Đầu: TỔNG QUAN VỀ HÓA PHÂN TÍCH 7. Phương pháp điện hóa (PPĐH) Dựa trên các phản ứng điện hóa xảy ra trên ranh giới tiếp xúc giữa các cực và DD phân tích, hoặc dựa trên tính chất điện hóa của DD tạo nên môi trường giữa các điện cực. 8. Phương pháp vi sinh Định lượng vết cấu tử dựa trên hiệu ứng của chúng với tốc độ phát triển của vi sinh vật. 9. Phương pháp phân tích động học Xác định nồng độ của các chất bằng cách đo tốc độ phản ứng của chúng. Phương pháp này có độ nhạy cao ( 10 -5 –10 -6 µg/ml )
65.
66.
67.
68. Phần Mở Đầu: TỔNG QUAN VỀ HÓA PHÂN TÍCH Dung dịch (DD) – Nồng độ dung dịch Định nghĩa : DD là hệ đồng thể do sự phân tán của phân tử hay ion, bao gồm hai hay nhiều chất mà thành phần của chúng có thể thay đổi trong một giới hạn rộng. Nồng độ của DD Độ tan : là lượng chất tan trong DD bão hòa ở t 0 C và P nhất định. Trong đó : m(g): khối lượng chất tan q(g): khối lượng dung môi
69. Phần Mở Đầu: TỔNG QUAN VỀ HÓA PHÂN TÍCH Trong đó : V(ml): thể tích dung dịch Nồng độ khối lượng : Số gam chất tan trong một lít nước DD Độ chuẩn : Số gam hay miligam chất tan trong 1ml DD Hay
70. Phần Mở Đầu: TỔNG QUAN VỀ HÓA PHÂN TÍCH Nồng độ phần trăm : Nồng độ phần triệu ppm : Khối lượng chất tan chứa trong 10 6 lần khối lượng mẫu. Trong đó : V x (ml): thể tích chất tan
71. Phần Mở Đầu: TỔNG QUAN VỀ HÓA PHÂN TÍCH Nồng độ Molan : Số mol chất tan trong 1000gam dung môi Nồng độ phân mol : Tỷ số giữa số mol của cấu tử I (n i ) trên tổng số mol N của các chất tạo thành DD (N i ).
72. Phần Mở Đầu: TỔNG QUAN VỀ HÓA PHÂN TÍCH Nồng độ đương lượng : Số đượng lượng chất tan trong 1lit1 DD Nồng độ của DD sau khi pha trộn : Trộn DD a% với DD b% (của cùng một chất) sẽ được DD c%, với a>c>b.
73. Phần Mở Đầu: TỔNG QUAN VỀ HÓA PHÂN TÍCH Cân bằng hóa học – Định luật tác dụng khối lượng Định luật: Tỷ số giữa tích hoạt độ sản phẩm trên tích hoạt độ tác chất là một hằng số, được gọi là hằng số cân bằng K. Phản ứng thuận nghịch tổng quát: Hằng số cân bằng: Nếu DD loãng aA + bB dD + eE (1) (2)
74. Phần Mở Đầu: TỔNG QUAN VỀ HÓA PHÂN TÍCH Định luật tương tác khối lượng (Danton) Định luật : Trong một phản ứng hóa học, số đương lượng của các chất tham gia phản ứng phải bằng với nhau. Xét phản ứng: Với: m A , m B : khối lượng của A, B Đ A , Đ B : đương lượng gam của A, B V A , V B : thể tích của A, B C A , C B : nồng độ đương lượng của A, B A + B D + E
75. Phần Mở Đầu: TỔNG QUAN VỀ HÓA PHÂN TÍCH Nguyên tắc chung về chuẩn độ Chuẩn độ là phương pháp xác định hàm lượng các chất dựa trên việc do thể tích dung dịch thuốc thử (DD chuẩn) được thêm vào một thể tích đã định DD chất định phân để tác dụng vừa đủ với chất định phân đó.
76.
77.
78.
79.
80.
81.
82.
83.
84.
85.
86.
87.
88.
89.
90.
91.
92.
93.
94.
95.
96.
97.
98.
99.
100. Phần Mở Đầu: TỔNG QUAN VỀ HÓA PHÂN TÍCH Phân loại các phương pháp chuẩn độ: Theo trình tự tiến hành: 1. Chuẩn độ trực tiếp: Cho vừa dủ DD chuẩn vào dung dịch định phân, thuốc thử R sẽ phản ứng trực tiếp với chất định phân X : Dựa vào thể tích, nồng độ DD chuẩn tiêu tốn lượng chất X đã phản ứng. R + X Q + Y
101. Phần Mở Đầu: TỔNG QUAN VỀ HÓA PHÂN TÍCH 2. Chuẩn độ ngược : Cho một thể tích chính xác và dư DD chuẩn vào chất định phân. Chuẩn độ lượng thuốc thử dư R bằng thuốc thử khác R ’ . Dựa vào thể tích, nồng độ của R, R ’ và phương trình phản ứng ta xác định được lượng chất định phân. 3. Chuẩn độ thay thế: Chuẩn độ Y bằng thuốc thử thích hợp, và dựa vào nồng độ, thể tích của nó xác định lượng chất X A + MY MX + Y
102. Phần Mở Đầu: TỔNG QUAN VỀ HÓA PHÂN TÍCH 4. Chuẩn độ gián tiếp: Chuyển chất X vào một hợp chất thích hợp chứa ít nhất một nguyên tố có thể xác định trực tiếp bằng một thuốc thử thích hợp. 5. Chuẩn độ gián đoạn : Chuẩn độ lần lượt các chất X, Y, Z…trong cùng một DD bằng 1 hoặc 2 DD chuẩn.
103. Phần Mở Đầu: TỔNG QUAN VỀ HÓA PHÂN TÍCH Theo bản chất phản ứng chuẩn độ: 1. Phương pháp axit – bazơ: Định lượng các axit, bazơ và các muối có tính axit hoặc bazơ dựa trên các phản ứng trung hòa ( H + + OH - H 2 O ). 2. Phương pháp kết tủa : Dùng để định lượng các ion tạo được các hợp chất khó tan. Tuy nhiên các phản ứng này xảy ra chậm và không có chất chỉ thị thích hợp nên áp dụng hạn chế.
104. Phần Mở Đầu: TỔNG QUAN VỀ HÓA PHÂN TÍCH 3. Phương pháp phức chất: Định lượng hầu hết các cation kim loại và một số anion dựa trên phản ứng tạo phức chất giữa chất cần phân tích và thuốc thử. 4. Phương pháp oxi hóa : Định lượng trực tiếp các nguyên tố chuyển tiếp , một số chất hữu cơ và định lượng gián tiếp một số ion vô cơ dựa trên phản ứng oxi hóa khử.
