BÁO CÁO TN HÓA PHÂN TÍCH BÀI 4 New [PDF]

Zitiervorschau

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA PHÂN TÍCH BÀI 4 PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID - BASE, PHA DUNG DỊCH CHUẨN Na2CO3, XÁC ĐỊNH ĐỘ CHUẨN DUNG DỊCH HCl, XÁC ĐỊNH LƯỢNG NaOH VÀ Na2CO3 CÓ TRONG HỖN HỢP DUNG DỊCH HỌ TÊN: 1. Đỗ Xuân Hiếu 2. Nguyễn Khắc Nguyên Chương 3. Trần Nguyên Khánh 4. Nguyễn Huỳnh Kim Cương NHÓM:

LỚP: 20128C

THỜI GIAN: 26/2/2022

THỨ: 7

I.

NGUYÊN TẮC

Sử dụng Na2CO3 làm chất gốc để chuẩn độ dd HCl đã pha được, đồng thời dùng chính dd HCl đã biết nồng độ đó để xác định lượng NaOH và Na 2CO3 có trong mẫu dd (sử dụng chỉ thị phenolphtalein và metyl da cam, nhằm xác định điểm tương đương 1 và 2 của Na2CO3). II.

PHA CHẾ DUNG DỊCH

1. Pha chế 100ml dung dịch chuẩn Na2CO3 0.1N (0.05 M) - Lượng Na2CO3 cân được: 0.5300 g (sai số của cân: 0.0001 g) - Nồng độ dd Na2CO3 đã pha (Vdd = 102 ml) m

0,53

CM = M . V = = 0,05 (mol/l) 106.0,102 dd ε C = ± 0,05 . 100 M

√(

0,0001 .100 0,53

)

2

= 9,2.10−6

 μC = 0,05± 9,2.10−6(mol/l) M

- Các bước thực hiện: Cân Na 2CO3 rắn trên cân phân tích 4 số, hòa tan Na 2CO3 trong cốc có mỏ rồi pha thành 100ml dd với bình định mức 100ml (thực tế Vdd = 102 ml) 2. Pha 250ml dd HCl xấp xỉ 0.1 M (0.1 N) - Lượng dd HCl đặc (~ 37% hoặc 12.1M) cần lấy: 2 ml - Nồng độ dd HCl pha được: (2·0.001·12.1)/0.25 = 0.097 (M) 1

- Mô tả cách pha chế (ngắn gọn bao gồm dụng cụ cần thiết): Lấy 2ml dd HCl đặc trong tủ hút, chuyển vào becher 250ml rồi pha loãng thành ~ 250ml (thể tích không cần lấy chính xác 250ml, do HCl không phải chất chuẩn, nồng độ của dd HCl chỉ có thể xác định thông qua chuẩn độ).

II. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM TN 4.2.4: Tính nồng độ chính xác của dd HCl đã pha bằng cách chuẩn độ với dd Na2CO3 chuẩn (xác định điểm tương đương thứ 1 của Na 2CO3 với chỉ thị phenolphtalein)

HCl

Na2CO3 Chuyển vào erlen bằng

Dụng cụ

Buret 25 ml

σ dụng cụ

0.1241 ml

Pipet: 0.02 ml

Lần 1

4.85 ml

10 ml

Lần 2

4.5 ml

10 ml

Lần 3

4.6 ml

10 ml

Trung bình

4.65 ml

10 ml

pipet 10 ml

Tính nồng độ mol dung dịch HCl đã pha: 2n HCl = nNa2CO3 Ca =  Va = 2V1 =

2.V b . C b Va

( 4,85+4,5+ 4,6) .2 = 9,3(ml) 3

 Vb = 10 (ml)  Cb = 0,05 (mol/l) Ca =

2.10.0,05 = 0,1075 (mol/l) 9,3

ε 0,95(Ca) = ± 0,1075.

√(

) (

)( 2

)

0,1241.1,96 2 9,2.10−6 0,02.1,96 2 .2 + + =±0,0032 0.05 9,3 √3 10 √ 3

μC = 0,1075± 0,003 2(mol/l) a

TN 4.2.5: Tính nồng độ chính xác của dd HCl đã pha bằng cách chuẩn độ với dd Na2CO3 chuẩn ( xác định điểm tương đương thứ 2 của Na2CO3 với chỉ thị metyl da cam)

2

(các giá trị thể tích có đơn vị là ml) HCl

Na2CO3 Chuyển sang erlen bằng

Dụng cụ

Buret 25 ml

σ dụng cụ

0.1241

0.02

Lần 1

7.75

10

Lần 2

7.8

10

Lần 3

7.82

10

Trung bình

7.79

10

pipet 10 ml

Tính nồng độ dd HCl:  Va = V 2 =

(7,75+7,8+7,82) = 7,79 ml 3

 Vb = 10 (ml)  Cb = 0,05 (ml) Ca =

(2.10 .0,05) = 0,1284 (mol/l) 7,79

ε 0,95(Ca) = ± 0,1284.

√(

)(

)( 2

)

0,1241.1,96 2 9,2. 10−6 0,02.1,96 2 + + =± 0,0023 0.05 7,79 √3 10 √ 3

μC = 0,1284± 0,0023 (mol/l) a

Vậy: Qua 2 thí nghiệm 4.2.4 và 4.2.5, ta có nồng độ trung bình của dd HCl đã pha là: µ(C HCl)

0,11+0,13 = ± 2

√ 0,00322 +0,0023 2 = 0.12 2

± 1.97·10-3 (mol/l)

TN 4.3.3: Xác định ĐTĐ thứ 1 của hỗn hợp NaOH và Na2CO3, dùng chỉ thị phenolphtalein (thể tích có đ.vị là ml) Na2CO3 + NaOH Dụng cụ

Buret 25 ml

σ dụng cụ

0.1241

Lần 1

8.3

Lần 2

8.4

Lần 3

8.4

Trung bình (V1)

8.37 3

TN 4.3.4: Xác định ĐTĐ thứ 2 của hỗn hợp NaOH và Na 2CO3, dùng chỉ thị metyl da cam (thể tích có đ.vị là ml) Na2CO3 + NaOH Dụng cụ

Buret 25 ml

σ dụng cụ

0.1241

Lần 1

12.75

Lần 2

13

Lần 3

12.75

Trung bình (V2)

12.83

Tính khối lượng NaOH và Na2CO3 có trong 1 lít dd hỗn hợp: Gọi nNaOH là a ; nNa2CO3 là b Ta có: _ V1 dd HCl phản ứng hết với NaOH và Na2CO3, tạo ra a mol NaCl, b mol NaHCO3 _ V2 dd HCl chuyển toàn bộ NaOH và Na2CO3 thành (a+2b) mol NaCl a = (2V1-V2) x Ca b = (V2-V1) x Ca mNaOH(trong 1L dd) = a x 100 x 40 mNa2CO3(trong 1L dd) = b x 100 x 106 Từ TN có: µV1 = 8,37

0,14 mol

µV2 = 12,833 0,14 mol  a = (2 x 8,37-12,83) x 0,12 = 0,47 (mol)  b = (12,88-8,37) x 0,12 = 0,53 (mol) Ɛ0,95(a) = Ɛ0,95(b) = Vậy:

√ √ √ (

2

√ 0,142 +0,14 2

2× 8,83−12,83

) +(

2

0,0020 ) ×100 (%) 0,12

2

0,142 +0,14 2 0,0020 2 ( ) +( ) ×100 (%) 12,83−8,37 0,12

µmNaOH = (0,47 x 40 x 100) ± (0,47 x 40 x 100) x

Ɛ 0,95 (a) = 1880 ± 100,2 (g) 100

µmNa2CO3 = (0,53 x 106 x 100) ± (0,53 x 106 x 100) x

Ɛ 0,95 (b) = 5618 ± 267,4 (g) 100

4

III.

NHẬN XÉT/ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ PHÂN TÍCH

5

Ghi chú : Các giá trị chính xác hơn được tính toán sử dụng bảng tính excel, trình bày dưới đây

Nồng độ các dd pha được có giá trị gần đúng với nồng độ theo lý thuyết, sai số không quá lớn (< 2%). Các số liệu được tính toán theo phân bổ Gaussian với độ tin cậy 95%. Tuy vậy, do các thí nghiệm chưa được thực hiện với số lần lớn nên kết quả chưa thể khẳng định là rất gần với giá trị thực.

6

V2 = V a (ml) C b (M) V b (ml) C a (M)

7.79 0.140432370076608 1.80272618840318 0.049019607843 9.2489826119127E-06 0.0188679245283019 10 0.02 0.2 10 0.0226321305522333 0.226321305522333 0.125852651715 0.00228671152730193 1.81697524536357

Vậy: Nồng độ mol của dd HCl là C M= 0.115635581603 0.00196355974741207

1.69805843512203

Tính khối lượng NaOH và Na2CO3 trong 1 lít dd (có sai số của pipet) TN 4.3.3 V1

V 1 tb (ml) TN 4.3.4 V2

V2 tb (ml)

8.3 8.4 8.4 8.366666666667

0.1241 0.1241 0.1241 0.140432370076608

12.75 13 12.75 12.83333333333

0.1241 0.1241 0.1241 0.140432370076608

PB Gaussian Độ tin cậy 95% 1.6784745427483

PB Gaussian Độ tin cậy 95% 1.09427820838915

Sai số của pipet khi lấy 10ml dd hh Na2CO3 và NaOH Lần 1 10 0.02 Lần 2 10 0.02 Lần 3 10 0.02 V tb (ml) 10 0.0226321305522333 0.226321305522333 m NaOH (g) 1803.915073007 m Na2CO3 (g) 5474.959336963

96.920073089914 260.875923618669

5.37276252858014 0.198601 3.9 4.76489244143634 0.198601 4.466667 (sai số của phép cộng trừ thể tích)

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

7

Câu 1: Xác định NaOH và Na 2CO3 trong cùng 1 dd với 2 chất chỉ thị không đạt độ chính xác cao là do sự chuyển màu của chỉ thị ở ĐTĐ 1 khó nhận thấy (màu hồng của phenolphtalein hòa với màu vàng của metyl da cam), bên cạnh đó, bước nhảy pH của ĐTĐ 1 khá ngắn, càng gây bất lợi cho việc xác định thể tích. Câu 2: Nếu dùng chỉ thị metyl da cam thì không được kết tủa CO 32- với BaCl2, do sau khi kết tủa BaCO3 cực đại thì ta cần phải xác định lượng NaOH còn lại trong dd, điều này là bất khả thi bởi sau khi NaOH phản ứng hết thì chỉ thị vẫn chưa chuyển màu (khoảng chuyển màu của metyl da cam là pH từ 3.1 đến 4.4). Câu 3: - Gọi v1 là lượng HCl tiêu thụ để chuẩn độ dung dịch bằng phenol - Gọi v2 là lượng HCl tiêu thụ để chuẩn độ dung dịch bằng metyl da cam - Lượng HCl tiêu thụ để định phân 1 nấc K 2CO3 là: V2-V1 = 25,80-22,40 = 3,4 (ml) - Lượng HCl tiêu thụ để định phân 1 nấc KOH là: 2V1-V2 = 2·22,40-25,80 = 19 (ml) Ta có: NKOH = Mà mKOH =

vHCl∗NHCl vKOH

N∗E∗v 1000

= > NKOH*vKOH = NHCl*vHCl ; EKOH = 56

mKOH = (vHCl*NHCl*56)/1000 = (19*0,09500*56)/1000 = 0,1011 (g) NK2CO3 = (vHCl·NHCl)/vK2CO3 ; EK2CO3 = 69 mK2CO3 =

N∗E∗v = (0,09500·69·3,4·2)/1000 = 0,0446 (g) 1000

Câu 4: Với V1 là thể tích H2SO4 0.1200 với chất chỉ thị là phenolphtalein V2 là thể tích H2SO4 0.1200 với chất chỉ thị là metyl da cam Lượng H2SO4 phản ứng với NaHCO3 là: V 2−2 V 1=24.80−2 ×9.46=5.88 ml Khối lượng của NaHCO3 có trong 250 ml hỗn hợp NaHCO3, Na2CO3 là: mNaHCO 3=10 ×

N × E ×V 0.1200 × 84 ×5.88 =10 × =0.5927 g 1000 1000

Lượng H2SO4 phản ứng với Na2CO3 là: V 1=9.46 ml Khối lượng của Na2CO3 có trong 250 ml hỗn hợp NaHCO3, Na2CO3 là: mNa 2CO 3=10 ×

N × E ×V 0.1200 ×106 × 9.46 =10 × =1.203 g 1000 1000

8

Câu 5: Để chuẩn độ 25 ml dung dịch HCl cần 24 ml NaOH Để chuẩn độ 10,4167 ml HCl cần 10 ml NaOH vHCl(dư) = 10,4167 ml Ta có: NNaOH*vNaOH = NHCl*vHCl NNaOH = (10,4167·0,2)/10 = 0,2083 (M) Thể tích HCl phản ứng với CaCO3 là: v = 50-10,4167 = 39,5833 (ml) nHCl = (39,5833·0,2)/1000 = 7,91667·10-3 (mol) nCaCO3 = nHCl/2 = 3,95833·10-3 (mol) mCaCO3 = 3,95833·10-3 · 100 = 0,396 (g)

9