So sánh phương pháp permanganat và bicromat năm 2024

  • 1. Hóa – Khử Redox Titrations, Titrations Based on Redox Reactions PGS.TS. Nguyễn Đức Tuấn Bộ môn Hóa Phân Tích – Kiểm Nghiệm Khoa Dược – Đại học Y Dược TPHCM Nguyễn Đức Tuấn Đại học Y Dược TPHCM
  • 2. Hóa – Khử Mục tiêu  Trình bày được định nghĩa phản ứng oxy hóa - khử; thế oxy hóa - khử và thế oxy hóa – khử chuẩn; thế oxy hóa – khử hòa tan và thế chuẩn của cặp oxy hóa – khử hòa tan; thế oxy hóa – khử biểu kiến và thế oxy hóa – khử chuẩn biểu kiến; ảnh hưởng của pH, của sự tạo tủa và tạo phức trên thế oxy hóa - khử  Tính được hằng số cân bằng K để từ đó dự đoán chiều của phản ứng oxy hóa - khử, thế oxy hóa - khử tại điểm tương đương và thế oxy hóa – khử tại từng thời điểm chuẩn độ để từ đó vẽ được đường cong chuẩn độ oxy hóa – khử  Chọn được chỉ thị oxy hóa - khử dựa theo đường cong chuẩn độ oxy hóa - khử  Áp dụng được các phương pháp oxy hóa – khử để định lượng một số chất thường được sử dụng trong ngành Dược Đại học Y Dược TPHCMNguyễn Đức Tuấn
  • 3. Hóa – Khử Nội dung 1. Sự oxy hóa – khử 2. Phương pháp chuẩn độ oxy hóa – khử 3. Một số phép đo oxy hóa – khử sử dụng trong ngành Dược Đại học Y Dược TPHCMNguyễn Đức Tuấn
  • 4. – Khử  Phản ứng oxy hóa – khử là phản ứng trao đổi electron giữa hai hợp chất: một hợp chất nhường electron (chất khử) và một hợp chất nhận electron (chất oxy hóa) Đại học Y Dược TPHCM • Sự oxy hóa: sự mất e- • Sự khử: sự nhận e- • Khi có sự oxy hóa xảy ra là có sự khử và mỗi e- nhận được bởi chất oxy hóa là do chất khử bị mất đi Thí dụ: Thêm dd sắt (III) clorid vào thiếc (II) clorid 2FeCl3 + SnCl2 2FeCl2 + SnCl4 2Fe3+ + 2e 2Fe2+ Sn2+ - 2e Sn4+ 2Fe3+ + Sn2+ 2Fe2+ + Sn4+ Nguyễn Đức Tuấn
  • 5. – Khử Đại học Y Dược TPHCM http://www.meta-synthesis.com/webbook/15_redox/redox_06.gif Nguyễn Đức Tuấn
  • 6. – Khử  Tác nhân khử và tác nhân oxy hóa  có thể là hai chất hóa học (phản ứng hóa học) Đại học Y Dược TPHCM tinh thể bạc bám lên sợi đồng Cốc 1: Kẽm nhúng vào dd đồng sulfat Zn Zn2+ và Cu2+ Cu rắn Cốc 2: màu xanh (dd đồng) mất theo thời gian Cốc 3: sợi đồng nhúng vào dd bạc nitrat Cu Cu2+ và Ag+ Ag rắn Cốc 4: màu xanh (Cu2+ ngậm nước) xuất hiện. Bạc bám lên sợi đồng Nguyễn Đức Tuấn
  • 7. – Khử  Tác nhân khử và tác nhân oxy hóa  1 chất hóa học và 1 điện cực mà thế được chọn thích hợp (phản ứng điện hóa) Đại học Y Dược TPHCM Khử bạc bởi đồng trong pin điện hóa Nguyễn Đức Tuấn
  • 8. – Khử  Phản ứng điện hóa: tùy giá trị của thế điện cực mà điện cực sẽ  nhường e- và khử chất hóa học  nhận e- và oxy hóa chất hóa học  Cặp oxy hóa – khử kết hợp dạng oxy hóa và dạng khử sẽ tương ứng với sự trao đổi e-  Phản ứng oxy hóa – khử tổng quát Đại học Y Dược TPHCM Sn2+- 2e Sn4+ 2Fe3++2e 2Fe2+ pOx1 + ne pKh1 qKh2 qOx2 + ne pOx1 + qKh2 pKh1 + qOx2 Nguyễn Đức Tuấn
  • 9. – Khử  Phản ứng oxy hóa – khử: quá trình cho nhận e- có thể thực hiện trong các dung dịch riêng rẽ  Phản ứng acid – base:  quá trình chuyển H+ từ acid sang base chỉ được thực hiện trực tiếp trong một dung dịch  H+ không thể chuyển từ chất cho sang chất nhận thông qua 1 dây dẫn Đại học Y Dược TPHCM phản ứng oxy hóa – khử xảy ra trong hai dung dịch phản ứng oxy hóa – khử xảy ra trong một dung dịch phản ứng acid - base Nguyễn Đức Tuấn
  • 10. – Khử  Tốc độ phản ứng  xảy ra chậm: tăng nhiệt độ, thêm xúc tác  phản ứng xảy ra qua nhiều giai đoạn  quá trình chuyển e- là một trong chuỗi các giai đoạn đó (phá vỡ liên kết, proton hóa, sắp xếp lại phân tử) Đại học Y Dược TPHCM NAD: Nicotinamide adenine dinucleotide FAD: Flavine adenine dinucleotide Nguyễn Đức Tuấn
  • 11. – Khử  Bán pin: 1 kim loại nhúng vào dung dịch muối của nó  Bán pin oxy hóa: kẽm nhúng ZnS04  Bán pin khử: đồng nhúng CuS04 Đại học Y Dược TPHCM  Pin điện hóa Galvanic: 2 bán pin nối nhau bằng 1 cầu muối và 1 dây dẫn bên ngoài +2 (-) (+) Nguyễn Đức Tuấn
  • 12. – Khử Đại học Y Dược TPHCM http://cwx.prenhall.com/bookbind/pubbooks/hillchem3/medialib/media_portfolio/text _images/CH18/FG18_06.JPG  Các e- cung cấp bởi phản ứng oxy hóa sẽ đến nơi xảy ra phản ứng khử  Khi các bán pin được nối nhau thì phản ứng tự xảy ra và kim volt kế lệch đi chứng tỏ có sự khác nhau về thế năng Đó là thế oxy hóa – khử Nguyễn Đức Tuấn
  • 13. – Khử Đại học Y Dược TPHCM Pin điện hóa Galvanic Nguyễn Đức Tuấn
  • 14. – Khử Đại học Y Dược TPHCM  Cùng lúc có 2 phản ứng ngược nhau và phản ứng này mạnh hơn phản ứng kia  Sau cùng, có một sự cân bằng được thiết lập và điện cực phải có “thế cân bằng” E dương hay âm  Giá trị thế của thế oxy hóa – khử cân bằng được cho bởi phương trình Nernst Nguyễn Đức Tuấn
  • 15. – Khử Đại học Y Dược TPHCM Phương trình Nernst   n Ma nF RT EE ln0 T: nhiệt độ tuyệt đối; F: số Faraday (96500 Coulomb) n: lượng e sử dụng Eo: hằng số phụ thuộc kim loại R: hằng số khí lý tưởng (8,314 J/độ K.mol) aM: hoạt độ của ion Mn+ trong dung dịch German scientist Walther Nernst (1864-1941) portrait in 1910s http://www.eccentrix.com/members/chem pics/Slike/chemists/Faraday.jpg Nguyễn Đức Tuấn
  • 16. – Khử Đại học Y Dược TPHCM Phương trình Nernst   n Ma nF RT EE ln0 T: nhiệt độ tuyệt đối; F: số Faraday (96500 Coulomb) n: lượng e sử dụng Eo: hằng số phụ thuộc kim loại R: hằng số khí lý tưởng (8,314 J/độ K.mol) aM: hoạt độ của ion Mn+ trong dung dịch n ]Mlg[2980001983,0 EE n 0    T = 25oC = 298oK ]Mlg[ n 0591,0 EE n 0    Khi [Mn+] = 1(đơn vị) thì E = E0  E0  thế chuẩn của hệ thống oxy hóa – khử  thành lập bởi kim loại và ion tương ứng Mn+/M0  Với kim loại  dạng ion hóa Mn+: dạng oxy hóa (Mn+ +ne M0)  Với phi kim  dạng ion hóa: dạng khử (Cl2 + 2e  2Cl-) Nguyễn Đức Tuấn
  • 17. Pt bão hòa khí H2 nhúng trong dung dịch H+ (HCl 1M)  Thế được tính theo phương trình E = Eo + 0,0591 lg[H+]. [H+] = 1 thì E = E0(2H+/H2)  Theo quy ước thế chuẩn Eo (2H+/H2) = 0,00 volt  Thế oxy hóa – khử của những hệ thống khác được xác định bằng cách so sánh với thế của điện cực hydro  Thế chuẩn của hệ oxy hóa – khử khác nhau được thành lập bởi kim loại và ion tương ứng Thế Oxy Hóa – Khử Đại học Y Dược TPHCM Áp dụng cho H+ (dạng oxy hóa từ nguyên tố hydro) 2H+ + 2e  H2 hơi H2, 1 atm điện cực Pt Điện cực hydro Nguyễn Đức Tuấn
  • 18. – Khử Đại học Y Dược TPHCM  Pin gồm điện cực Zn và điện cực hydro  Pin gồm điện cực Cu và điện cực hydro  Hai pin này hoạt động trong cùng điều kiện chuẩn  Thế càng thấp, kim loại càng có khuynh hướng cung cấp ion để đi vào dung dịch  Thí dụ: Natri là chất khử phản ứng khá mạnh với nước để cho Na+ đo thế với điện cực hydro Nguyễn Đức Tuấn
  • 19. Hóa – Khử Đại học Y Dược TPHCM  Các kim loại xuất hiện đầu bảng dễ dàng mất điện tử nhất nên có giá trị E0 âm lớn nhất và là tác nhân khử tốt nhất – Anod  Các phi kim loại xuất hiện cuối bảng dễ dàng nhận điện tử nhất nên có giá trị E0 dương lớn nhất và là tác nhân oxy hóa tốt nhất – Cathod Chất Oxy hóa Số electron trao đổi Chất Khử Thế chuẩn (V) Chất Oxy hóa Số electron trao đổi Chất Khử Thế chuẩn (V) Li+ + e  LiO 3,03 Cu2+ + 2e  CuO +0,34 K+ + e  KO 2,92 I2 + 2e  2I +0,53 Na+ + e  NaO 2,70 Fe3+ + e  Fe2+ +0,77 Zn2+ + 2e  ZnO 0,76 Ag+ + e  AgO +0,80 Fe2+ + 2e  FeO 0,44 Br2 + 2e  2Br +1,08 Cr3+ + e  Cr2+ 0,41 Cl2 + 2e  2Cl +1,36 Sn2+ + 2e  SnO 0,14 Cr2O7 2- + 6e  2Cr3+ +1,36 2H+ + 2e  H2 0,00 MnO4  + 5e  Mn2+ +1,51 Sn4+ + 2e  Sn2+ +0,14 Ce4+ + e  Ce3+ +1,60 Bi3+ + 3e  BiO +0,23 S2O8 2 + 2e  2SO4 2 +2,00 Nguyễn Đức Tuấn
  • 20. Hóa – Khử Đại học Y Dược TPHCM  Các kim loại hoạt động nhất là các tác nhân khử mạnh nhất, hay nói đúng hơn chúng bị oxy hóa  Các chất được ghi phía trên bảng sẽ khử các chất thấp hơn nó trên bảng  Thí dụ: Zn có thể khử H+ và Cu2+. H2 có thể khử Cu2+ mà không khử Zn2+. Cu không thể khử H+ hay Zn2+  Kim loại sẽ dịch chuyển ion tương ứng vào một hệ thống oxy hóa – khử có thế cao hơn  Thí dụ: Lớp mỏng sắt (E0 = - 0,44V) sẽ bị đồng phủ lên (E0 = + 0,34V) khi nó được nhúng chìm trong dung dịch đồng Mg2+ + 2e-  Mg - 2,36V hoạt động nhất Zn2+ + 2e-  Zn - 0,76V Fe2+ + 2e-  Fe - 0,44V Sn2+ + 2e-  Sn - 0,14V Pb2+ + 2e-  Pb - 0,13V 2H+ + 2e-  H2 - 0,00V chuẩn Cu2+ + 2e-  Cu + 0,34V Fe3+ + e-  Fe2+ + 0,76V Ag+ + e-  Ag + 0,80V kém hoạt động nhất Nguyễn Đức Tuấn
  • 21. Hóa – Khử Đại học Y Dược TPHCM Sự dịch chuyển Ag+ (dung dịch, E0 = + 0,80V) bởi Cu (rắn, E0 = + 0,34V) trong phản ứng oxy hóa - khử dẫn đến sự tạo thành Cu2+ và các điện tử được chuyển đến Ag+ (dung dịch) để tạo Ag (rắn) http://cwx.prenhall.com/bookbind/pubbooks/ hillchem3/medialib/media_portfolio/text_ima ges/CH18/FG18_01.JPG Nguyễn Đức Tuấn
  • 22. Hóa – Khử Đại học Y Dược TPHCM Thế của hệ oxy hóa – khử (halogen và ion của nó) Hệ thống oxy hóa – khử Thế chuẩn (Volt) F2 + 2e  2F- + 2,65 Cl2 + 2e  2Cl- + 1,36 Br2 + 2e  2Br - + 1,08 I2 + 2e  2I- + 0,534  Clor oxy hóa bromid và iodid để phóng thích lần lượt brom và iod  Brom oxy hóa iodid để phóng thích iod Cho dd clorid vào cốc trống Cho dd iodid vào dd clorid Nguyễn Đức Tuấn
  • 23. Hóa – Khử Hòa Tan Đại học Y Dược TPHCM  Một kim loại khi hòa tan vào dung dịch có thể cho những ion tương ứng với nhiều hóa trị khác nhau  Thí dụ: Sn có Sn2+ và Sn4+. Fe có Fe2+ và Fe3+  Ion có điện tích dương lớn nhất: dạng oxy hóa  Ion có điện tích dương nhỏ nhất: dạng khử  Một điện cực trơ (Pt, Au) được nhúng vào hỗn hợp của dạng oxy hóa và dạng khử ][ ][ lg 0591,0 0 Kh Ox n EE  [Ox] = [Kh]  E = E0: Thế chuẩn của cặp oxy hóa – khử hòa tan Vanadium ở 4 trạng thái oxy hóa khác nhau +5, +6, +3, +2 Nguyễn Đức Tuấn
  • 24. – Khử Biểu Kiến: Ảnh hưởng pH Đại học Y Dược TPHCM  Thế oxy hóa – khử biểu kiến: chất oxy hóa và chất khử của một cặp liên hợp tham gia vào phản ứng acid – base, tạo phức, kết tủa  Bị ảnh hưởng bởi các yếu tố do các phản ứng trên  Thí dụ: Thế biểu kiến của Mn7+/Mn2+ trong H2SO4 MnO4 - + 5e + 8H+  Mn2+ + 4H2O ][ ][ lg 0591,0 0 Kh Ox n EE  ][ ]][[ lg 5 0591,0 2 8 4    Mn HMnO EE o ) ][ ][ lg 5 0591,0 ()8 5 0591,0 ( 2 4    Mn MnO pHEE o pH = - Lg [H+] pHEpHEE ooo 0944,08 5 0591,0'  [MnO4 -] = [Mn2+] Thế chuẩn biểu kiến Nguyễn Đức Tuấn
  • 25. – Khử Biểu Kiến: Ảnh hưởng của sự tạo phức Đại học Y Dược TPHCM  Thí dụ: hệ thống oxy hóa – khử Co3+/Co2+: Co3+ + 1e-  Co2+ ][ ][Co lg0591,0 2 3 0    Co EE CN- + Co3+/Co2+  Co(CN)6 3- và Co(CN)6 4- Co(CN)6 3-  Co3+ + 6CN- Co(CN)6 4-  Co2+ + 6CN- ])([ ]][[ 3 6 63    CNCo CNCo KOx ])([ ]][[ 4 6 62    CNCo CNCo KKh Hằng số không bền của phức Co3+ và Co2+ ])([ ][Co(CN) lg0591,0 ][ ][K lg0591,0 4 6 -3 6Ox 0   CNCoK EE Kh ][ ][K lg0591,0E Ox 0 ' 0 KhK E  Thế chuẩn biểu kiến của Co(CN)6 3-/Co(CN)6 4- Do phức Co(CN)6 3- bền hơn phức Co(CN)6 4- nên tỷ số [KOx]/[KKh] rất nhỏ Hệ thống Co(CN)6 3-/Co(CN)6 4- có tính khử rất mạnh Nguyễn Đức Tuấn
  • 26. – Khử Biểu Kiến: Ảnh hưởng của sự tạo tủa Đại học Y Dược TPHCM  Mox hoặc Mkh tạo tủa với chất Y. Nồng độ giảm  thay đổi thế điện cực  Giả sử Mkh + mY  MkhYm  TST = [Mkh][Y]m ]lg[ 0591,0 ][ ][ lg 0591,0 ][ ]][[ lg 0591,0 ][ ][ lg 0591,0 )( )( )( / / / oxmMMo m ox MMo kh ox MMo M nY TST n EE TST YM n EE M M n EE khox khox khox    Thế oxy hóa – khử chuẩn biểu kiến mMMoo Y TST n EE khox ][ ][ lg 0591,0 )( ' /  ]lg[ 0591,0 và ' oxo M n EE   Mkh tạo tủa: TST tủa càng nhỏ và [Y] càng lớn  thế oxy hóa – khử càng tăng  Mox tạo tủa: TST tủa càng nhỏ và [Y] càng lớn  thế oxy hóa – khử càng giảm Nguyễn Đức Tuấn
  • 27. – Khử Biểu Kiến: Ảnh hưởng của sự tạo tủa Đại học Y Dược TPHCM  Thí dụ: tính thế chuẩn biểu kiến của Cu2+/Cu+ khi thêm I- tạo tủa CuI. TSTCuI = 10-12. Biết E0,Cu2+/Cu+ = 0,17V và [I-] = 1M Cu2+ + e-  Cu+ Cu+ + I-  CuI  Cu2+ + e- + I-  CuI  E’ 0 = 0,17 – 0,0591 lg(10-12/1) = 0,8792V  Sự có mặt của I- tạo tủa CuI làm tăng khả năng oxy hóa của Cu2+ mMMoo Y TST n EE khox ][ ][ lg 0591,0 )( ' /  Nguyễn Đức Tuấn
  • 28. Thế Trong Quá Trình Phản Ứng – Hằng Số Cân Bằng Đại học Y Dược TPHCM  Xét hai quá trình hòa tan 1 và 2 của 2 hệ có thế oxy hóa – khử khác nhau Ox1 + qe  Kh1 Kh2  pe + Ox2  Nếu E0(Ox1/Kh1) > E0(Ox2/Kh2): Khi p phân tử Ox1 tác động trên q phân tử Kh2 thì phản ứng sẽ cân bằng và cân bằng này sẽ biến thiên theo thế của hệ oxy hóa – khử pOx1 + pqe  pKh1 qKh2  qpe + qOx2 pOx1 + qKh2  pKh1 + qOx2  Hằng số cân bằng K q 2 p 1 q 2 p 1 ]Kh[]Ox[ ]Ox[]Kh[ K    Nguyễn Đức Tuấn
  • 29. Thế Trong Quá Trình Phản Ứng – Hằng Số Cân Bằng Đại học Y Dược TPHCM  Theo định luật Nernst, những hệ thống này cân bằng nên thế E tương ứng với mỗi hệ thống bằng nhau q q o p p oo oo qp qp oo q q op p Kh Ox p pq pEEp Kh Ox q pq qEEq EE K pqEE K K pqKhOx OxKh pq EE Kh Ox pq E Kh Ox pq EE ][ ][ lg 0591,0 ][ ][ lg 0591,0 0591,0 )( lg 0591,0 )( lg lg 0591,0 ][][ ][][ lg 0591,0 ][ ][ lg 0591,0 ][ ][ lg 0591,0 2 22 1 11 0 21 21 21 2121 2 22 1 11 0            q 2 q 22 o p 1 p 11 0 2 o 1 o 2 o 1 o 1 p 1 2 p 12 o 1 o 2 op 1 p 11 0 ]Kh[ ]Ox[ lgp pq 0591,0 pEEp ]Kh[ ]Ox[ lgq pq 0591,0 qEEq 0591,0 )EE( Klg 0591,0 pq)EE( Klg ]Kh[]Ox[ ]Ox[]Kh[ lg pq 0591.0 EE 0 E ]Kh[ ]Ox[ lg pq 0591,0 EE           Phản ứng sử dụng 1 electron thì p = q = 1 Thí dụ: oxy hóa Fe2+ bằng Ce4+ 0591,0 )EE( Klg 2 o 1 o    Đối với phản ứng trao đổi 1 e-, hiệu thế chuẩn E0 của các hệ thống phải  0,24V  K  10-4 : phản ứng được xem là dịch chuyển hoàn toàn một chiều Nguyễn Đức Tuấn
  • 30. Tương Đương Đại học Y Dược TPHCM  Có thể tính thể ở ĐTĐ của phản ứng được sử dụng trong định lượng pOx1 + qKh2  pKh1 + qOx2 ]Kh][Kh[ ]Ox][Ox[ lg0591,0pEqE)qp(E ]Kh[ ]Ox[ lgp pq 0591,0 pEEp ]Kh[ ]Ox[ lgq pq 0591,0 qEEq 21 212 o 1 0 q 2 q 22 o p 1 p 11 0     Tại ĐTĐ p[Ox1] = q[Kh2] và p[Kh1] = q[Ox2] nên 0 ]][[ ]][[ lg1 ]][[ ]][[ 21 21 21 21  KhKh OxOx và KhKh OxOx qp pEqE E 2 0 1 0    và 2 EE E 2 0 1 0   (p = q = 1)  Áp dụng: Tính K và thế ở ĐTĐ (Eeq) Nguyễn Đức Tuấn
  • 31. Tương Đương Đại học Y Dược TPHCM  Oxy hóa Sn (II) bởi Fe (III) Fe3+ + e  Fe2+ E1 0 = + 0,77 V; q = 1 Sn2+  Sn4+ + 2e E2 0 = + 0,14 V; p = 2  Oxy hóa Fe (II) bởi Ce (IV) Ce4+ + e  Ce3+ E1 0 = + 1,60 V; q = 1 Fe2+  Fe3+ + e E2 0 = + 0,77 V; p = 1 V35,0 12 14,0277,01 10K;4,21 0591,0 2)14,077,0( lg 21,4        E K V185,1 11 77,060,1 10K;07,14 0591,0 )77,060,1( lg 14        E K p 11 0 2 o 1 o 2 o 1 o q 1 p 1 q 2 p 12 o 1 o q 2 q 2 op 1 p 11 0 ]Ox[ lgq 0591,0 qEEq 0591,0 )EE( Klg 0591,0 pq)EE( Klg Klg pq 0591,0 ]Kh[]Ox[ ]Ox[]Kh[ lg pq 0591.0 EE ]Kh[ ]2Ox[ lg pq 0591,0 E ]Kh[ ]Ox[ lg pq 0591,0 EE           0591,0 )EE( Klg 2 o 1 o   qp pEqE E 2 0 1 0    2 EE E 2 0 1 0   Nguyễn Đức Tuấn
  • 32. Độ Oxy Hóa – Khử Đại học Y Dược TPHCM  Phương pháp phân tích thể tích dùng dung dịch chuẩn của chất oxy hóa để chuẩn độ chất khử (hoặc ngược lại)  Có thể áp dụng để định lượng những hợp chất không có tính oxy hóa – khử nhưng phản ứng hoàn toàn với chất oxy hóa hay chất khử (tạo tủa hoặc phức chất)  Yêu cầu Xảy ra theo chiều cần thiết Dự báo dựa vào E0 Phải hoàn toàn Dựa vào hằng số K Thực tế còn phụ thuộc vào tốc độ phản ứng và bản chất hóa học của chất tham giả phản ứng Xảy ra đủ nhanh Phản ứng oxy hóa – khử thường phức tạp, qua nhiều giai đoạn trung gian nên tốc độ thường chậm, nhiều khi không đáp ứng yêu cầu định lượng Nguyễn Đức Tuấn
  • 33. Làm Tăng Tốc Độ Phản Ứng Đại học Y Dược TPHCM Tăng nhiệt độ  Nhiệt độ tăng  tốc độ phản ứng tăng  Có trường hợp không thể dùng nhiệt độ để làm tăng tốc độ phản ứng vì nhiệt độ tăng thì chất phản ứng sẽ bay hơi (I2) tạo phản ứng oxy hóa nhờ oxy của không khí Tăng nồng độ thuốc thử Thường sử dụng kỹ thuật chuẩn độ thừa trừ Dùng chất xúc tác  Thường làm tăng tốc độ của các giai đoạn trung gian Thí dụ: I- xúc tác cho phản ứng oxy hóa S2O3 2 bằng H2O2  Sản phẩm tạo thành đóng vai trò xúc tác Thí dụ: Mn2+ trong chuẩn độ bằng KMnO4 Nguyễn Đức Tuấn
  • 34. Biến Thiên Của Thế Oxy Hóa – Khử Đường Cong Chuẩn Độ Oxy Hóa – Khử Đại học Y Dược TPHCM  Tương tự như trong chuẩn độ acid-base  Trong quá trình chuẩn độ, [TT] và chất cần chuẩn độ luôn thay đổi, dẫn đến sự thay đổi thế  Có thể biểu diễn sự biến đổi của thế theo thể tích chất chuẩn độ trên một đồ thị http://www.uphs.upenn.edu/biocbiop/Research/images/redox_h10a24.gif Nguyễn Đức Tuấn
  • 35. Biến Thiên Của Thế Oxy Hóa – Khử Đại học Y Dược TPHCM  Vẽ đường cong chuẩn độ khi 50,0 ml Fe2+ 0,2 M phản ứng với MnO4 - 0,1 M/H2SO4 1 M 5Fe2+ + MnO4 - + 8H3O+  5Fe3+ + Mn2+ + 12H2O 5Fe2+ - 5e  5Fe3+ E0 = 0,68 V / H2SO4 1 M MnO4 - + 8H+ + 5e  Mn2+ + 4H2O E0 = 1,51 V ΔE0 = 1,51 - 0,68 = 0,83  phản ứng có thể xảy ra  Trước ĐTĐ  một phần Fe2+ chưa phản ứng  một phần Fe3+ mới sinh ra  Đến ĐTĐ (VKMnO4 = 20 ml) V37,1 6 )68,01()51,15(2 0 1 0       qp pEqE E 22,70 2 0 1 0 1022,70 0591,0 51)68,051,1( 0591,0 )( lg      K pqEE K  phản ứng hoàn toàn Nguyễn Đức Tuấn
  • 36. Biến Thiên Của Thế Oxy Hóa – Khử Đại học Y Dược TPHCM Trước ĐTĐ: sau khi thêm 5 ml KMnO4 10 ml 15 ml 5Fe2+ + MnO4 - + 8H3O+  5Fe3+ + Mn2+ + 12H2O  Lượng Fe2+ đầu tiên: 50 ml x 0,2 M Fe2+ = 10 mM Fe2+ 10 10  Lượng MnO4 - thêm vào: 5 ml MnO4 - x 0,1 M MnO4 - = 0,5 mM MnO4 - 1 1,5  Lượng Fe3+ tạo thành: 0,5 mM MnO4 - x 5 = 2,5 mM Fe3+ 5 7,5  Lượng Fe2+ còn lại: 10 mM Fe2+ - 2,5 mM Fe2+ = 7,5 mM Fe2+ 5 2,5  Tổng thể tích hiện có: 50 ml + 5 ml = 55 ml 60 65  Thế oxy hóa – khử của cặp Fe3+/Fe2+ 0,68 0,71 V65,0 1000)7,5/(55 1000)2,5/(55 lg0591,068,0 /mol /mol lg0591,0 2 3 23 Fe )/(0        V V EE Fe FeFe Nguyễn Đức Tuấn
  • 37. Biến Thiên Của Thế Oxy Hóa – Khử Đại học Y Dược TPHCM Sau ĐTĐ: sau khi thêm 25 ml KMnO4 30 ml 35 ml 5Fe2+ + MnO4 - + 8H3O+  5Fe3+ + Mn2+ + 12H2O  Lượng Fe2+ đầu tiên: 50 ml x 0,2 M Fe2+ = 10 mM Fe2+ 10 10  Lượng MnO4 - thêm vào: 25 ml MnO4 - x 0,1 M MnO4 - = 2,5 mM MnO4 - 3 3,5  Lượng Mn2+ tạo thành: 10 mM Fe2+ / 5 = 2 mM Mn2+ 2 2  Lượng MnO4 - còn lại: 2,5 mM MnO4 - – 2 mM Mn2+ = 0,5 mM MnO4 - 1 1,5  Tổng thể tích hiện có: 50 ml + 25 ml = 75 ml 80 85  Thế oxy hóa – khử của cặp MnO4 -/Mn2+ 1,51 1,51 V50,1 2 10,5 lg 5 0591,0 51,1 ][ ]][[MnO lg 5 0591,0 8 2 8- 4 )/(0 2 4       Mn H EE MnMnO Nguyễn Đức Tuấn
  • 38. Biến Thiên Của Thế Oxy Hóa – Khử Đại học Y Dược TPHCM Sự biến thiên của thế E theo [MnO4 -] được cho vào [MnO4 -] thêm vào (mL) E (V) [MnO4 -] thêm vào (mL) E (V) 5 0,65 20 1,37 10 0,68 25 1,50 15 0,71 30 1,51 Đường biểu diễn định lượng trong phương pháp oxy hóa khử  Có dạng tương tự như trong phương pháp acid - base  Gần điểm tương đương có bước nhảy thế đột ngột  Trị số bước nhảy phụ thuộc vào hiệu số E0 = E0 1 - E0 2  Eo càng lớn bước nhảy thế càng cao  Có thể dùng chỉ thị để phát hiện  Không phụ thuộc độ pha loãng dung dịch vì tỷ số [Ox]/[Kh] không thay đổi khi pha loãng nên E cũng không thay đổi Nguyễn Đức Tuấn
  • 39. Dụng Trong Phản Ứng Oxy Hóa – Khử Đại học Y Dược TPHCM  Chỉ thị oxy hóa – khử: dạng oxy hóa và dạng khử có màu khác nhau để xác định điểm tương đương của phản ứng  Điều kiện sử dụng  Thay đổi màu tức thời và càng thuận nghịch càng tốt (khó thực hiện được vì ít có phản ứng oxy hóa – khử nào xảy ra nhanh và thuận nghịch)  Nhạy để có thể sử dụng một lượng chỉ thị nhỏ và không bị sai số  Cơ chế chuyển màu  Do dạng oxy hóa và dạng khử có màu khác nhau (MnO4 - màu tím đậm)  Kết hợp với các chất oxy hóa – khử đặc biệt (tinh bột tạo phức xanh dương với I3 -)  Thế dung dịch thay đổi, không tham gia vào chuẩn độ oxy hóa khử (chỉ thị oxy hóa – khử chuyên biệt) Nguyễn Đức Tuấn
  • 40. Thị Oxy Hóa – Khử Đại học Y Dược TPHCM  Chỉ thị chung: có màu thay đổi khi bị oxy hóa hay bị khử  Chỉ thị chuyên biệt:  Màu thay đổi độc lập với bản chất hóa học của chất phân tích, chất chuẩn độ  Tùy thuộc vào sự thay đổi thế điện cực của hệ thống xảy ra trong lúc chuẩn độ  Chọn chỉ thị  Vẽ đường biểu diễn sự biến thiên thế theo thể tích  Chọn chỉ thị có E0 In gần với E0 tại ĐTĐ  Phản ứng đổi màu của chỉ thị không nhanh  sai số hệ thống  Môi trường phản ứng có màu, không sử dụng được chỉ thị  sử dụng chuẩn độ thế Nguyễn Đức Tuấn
  • 41. Thị Oxy Hóa – Khử Chính Đại học Y Dược TPHCM Tên chỉ thị Màu của dạng oxy hóa Màu của dạng khử E0 (V) Indigo tetra sulfonat xanh dương không màu 0,36 Xanh methylen xanh dương không màu 0,53 Diphenylamin tím không màu 0,76 Diphenylbenzidin tím không màu 0,76 Acid diphenylamine sulfonic đỏ tím không màu 0,85 Tris (2,2’- bipyridin) sắt xanh dương đậm đỏ 1,12 Ferroin xanh dương nhạt đỏ 1,06 Tris (5- nitro- 1,10-phenanthrolin) sắt xanh dương đậm đỏ tím 1,25 Acid phenylantranilic tím không màu 1,08 Nguyễn Đức Tuấn
  • 42. của Chỉ Thị Oxy Hóa – Khử Đại học Y Dược TPHCM  Khoảng biến đổi thế khi tỷ lệ ]In[ ]In[ kh ox chuyển từ 10  1/10 InOx + ne  InKh ][ ][In lg 0591,0 Ox0 Kh In Inn EE   Nằm trong giới hạn n EIn 0591,00   Phụ thuộc vào pH nếu hệ thống oxy hóa – khử có H+ tham gia Nguyễn Đức Tuấn
  • 43. Đo Oxy Hóa – Khử Trong Ngành Dược Đại học Y Dược TPHCM  Phép đo permanagant  Phép đo iod  Phép đo nitrit  Phép đo crom  Phép đo ceri  Phép đo periodid Nguyễn Đức Tuấn
  • 44. học Y Dược TPHCM  Nguyên tắc  Dựa vào tính oxy hóa của MnO4 - trong môi trường acid  Muối duy nhất được sử dụng là muối kali  Chất oxy hóa mạnh (E0(MnO4-/Mn2+) = 1,51 V ở pH = 0)  tính chọn lọc thấp, định lượng chất khử  Vai trò của pH  Acid: Mn7+ + 5e  Mn2+  Trung tính: Mn7+ + 3e  Mn4+ (tủa MnO2)  Kiềm mạnh: Mn7+ + 1e  Mn6+  Trong môi trường trung tính và kiềm, phản ứng kém lặp lại hơn trong môi trường acid, oxy hóa gián đoạn, sản phẩm có màu hoặc tủa  sử dụng kỹ thuật chuẩn độ thừa trừ 0,001 M 0,1M Nguyễn Đức Tuấn
  • 45. Dụng Trong Phép Đo Permanganat Đại học Y Dược TPHCM HCl không thể dùng  vì MnO4  có thể oxy hoá Cl để giải phóng Cl2 2KMnO4 + 16Cl + 16H+  2K+ + Mn2+ + 6Cl + 8H2O + 5Cl2  Oxy hoá Cl- xảy ra khi [muối] cao và to,mt  t0,labo  Không định lượng FeCl2 vì Fe2+ xúc tác phản ứng phóng thích Cl2  Sử dụng HCl khi oxy hóa trực tiếp anhydrid arsenơ (pp Bright) HNO3 không dùng  HNO3 thương mại luôn chứa NO2 - và ion này khử MnO4 -  HNO3 có tính oxy hóa H2SO4 và H3PO4 dùng được 2KMnO4 + 3H2SO4  K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2O + 5/2O2 hay MnO4  + 8H+ + 5e  Mn2+ + 4H2O E (MnO4 -) = M/5 = 31,60 Nguyễn Đức Tuấn
  • 46. Sử Dụng Trong Phép Đo Permanganat Đại học Y Dược TPHCM Tính chất  Tự khử dễ dàng khi có mặt tạp hữu cơ  Cân trực tiếp hòa tan  [chuẩn] thực tế < [chuẩn] mong muốn Điều chế Bảo quản  Hòa tan 3,25 g KMnO4 / 1 lít nước đun sôi để nguội  Lọ sạch và để vài ngày rồi chuẩn độ lại để  Những chất hữu cơ bị oxy hóa và độ chuẩn giảm nhẹ  [chuẩn] của dung dịch hầu như bền vững sau khi oxy hóa  Lọc qua bông thủy tinh hay phễu xốp  Dịch lọc chứa trong chai thủy tinh màu vì ánh sáng xúc tác sự phân hủy MnO4  Chuẩn độ KMnO4  Sử dụng chất gốc acid oxalic H2C2O4 5H2C2O4 + 2KMnO4 +3H2SO4  2MnSO4+ 10CO2+ K2SO4 + 8H2O Chỉ thị  Tự chỉ thị vì KMnO4 có màu tím và Mn2+ không màu Dung dịch chuẩn độ kali permanganat 0,1 N Nguyễn Đức Tuấn
  • 47. Sử Dụng Trong Phép Đo Permanganat Đại học Y Dược TPHCM Chuẩn độ kali permanganat bằng acid oxalic  Natri oxalat hay được sử dụng để chuẩn độ KMnO4 và Ce (IV)  Trong môi trường H+: 2KMnO4- + 5H2C2O4 + 6H+  2Mn2 + + 10CO2 (khí) + 8H2O  Phản ứng giữa permanganat và acid oxalic phức tạp. Tốc độ hầu như chậm ngay cả ở nhiệt độ cao, trừ khi có mặt Mn2+ là chất xúc tác  Thêm vài ml permanganat đầu tiên vào dung dịch acid oxalic nóng thì màu của permanganat tồn tại nhiều giây rồi mới mất đi  Nồng độ Mn2+ tăng lên, phản ứng ngày càng nhanh do hiệu ứng tự xúc tác Diễn biến phản ứng của permanganat và oxalat Nguyễn Đức Tuấn
  • 48. Sử Dụng Trong Phép Đo Permanganat Đại học Y Dược TPHCM Chuẩn độ kali permanganat bằng acid oxalic Thêm MnSO4 vào dung dịch bên phải MnSO4 xúc tác sự khử MnO4 - thành ion Mn2+ không màu Cuối cùng, tốc độ phản ứng của dung dịch bên trái tăng lên do tạo thành ion Mn2+ rồi sau đó tự xúc tác để tạo thành chính nó Thêm KMnO4 vào 2 cốc Nguyễn Đức Tuấn
  • 49. Lượng Bằng Phép Đo Permanganat Đại học Y Dược TPHCM Định Lượng các hợp chất vô cơ Muối Fe (II) Fe2+ + MnO4 - + 8H+ + 4e  Fe3+ + Mn2+ + 4H2O  Dung dịch chứa Cl-  không sử dụng phép đo KMnO4 vì Cl- bị oxy hóa bởi KMnO4 tạo Cl2 (sử dụng phép đo Crom hay Ceri) Muối Fe (III)  Khử Fe3+  Fe2+ bằng Sn2+, amalgam Zn, SO2, H2SO4 Fe2+ được tạo nên sẽ được chuẩn độ bằng KMnO4 hay I2 Nguyễn Đức Tuấn
  • 50. Lượng Bằng Phép Đo Permanganat Đại học Y Dược TPHCM Định Lượng hydroperoxyd (nước oxy già, H2O2) Hydroperoxyd đang phóng thích oxy  H2O2 vừa có tính oxy hóa, vừa có tính khử  Tính oxy hóa: (O2)2- + 2e + 4H+  2H2O  Tính khử: (O2)2- - 2e  O2 2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4  K2SO4 + 2MnSO4 + 5O2 + 8H2O H2O2  2e- + 2H+ + O2  Đương lượng gam: EH2O2 = MH2O2/n = 34/2 = 17 g  Đương lượng thể tích của H2O2: số lít oxy giải phóng do 1 đương lượng gam H2O2 bị phân hủy hoàn toàn H2O2  ½ O2 + H2O 34 g H2O2  ½ x 22,4 lít O2 17 g H2O2  5,6 lít O2  Số lít O2 do 1 lít dung dịch H2O2 có nồng độ N bị phân hủy hoàn toàn: VO2 = 5,6 x N  Định lượng cho kết quả chính xác khi [H2O2] 1 thể tích  Chất bảo quản (acid benzoic, ….) trong H2O2 có thể dẫn đến những sai số thừa do bị oxy hóa bởi permanganat Nguyễn Đức Tuấn
  • 51. Lượng Bằng Phép Đo Permanganat Đại học Y Dược TPHCM Nitrit  Thực hiện ở 40oC  Nitrit dễ bị phân hủy nên cho vào buret  Định lượng đến khi dung dịch mất màu tím 2MnO4 - + 5NO2 - + 6H+  2Mn2+ + 5NO3 - + 3H2O Hợp chất hữu cơ  Độ nhiễm bẩn của nước Nguyễn Đức Tuấn
  • 52. học Y Dược TPHCM  Nguyên tắc  Dựa vào tính oxy hóa – khử của iod/iodid (E0(I2/2I-) = 0,535 V, pH = 9)  Tính oxy hóa: I2 + 2e  2I-  Tính khử: 2I- - 2e  I2  Tính oxy hóa – khử của hệ iod/iodid thay đổi theo bản chất của cặp oxy hóa – khử hiện diện và pH môi trường phản ứng  Điều kiện tiến hành  Vai trò của pH  Nhiệt độ  Thời gian phản ứng  Chỉ thị  Sai số “oxy” Nguyễn Đức Tuấn
  • 53. Hành – Vai trò của pH Đại học Y Dược TPHCM  Acid: I2 oxy hóa SnCl2, H2S, Na2S2O3  Acid mạnh: I- khử HNO2, AsO4 3-  Trung tính: I2 oxy hóa AsO3 3-  Kiềm (pH  9) : I2 + 2OH-  IO- + I- + H2O iod hypoiodid IO-  IO3 - (iodat) IO- có tính oxy hóa mạnh hơn I2  Môi trường acid yếu hoặc trung tính hoặc kiềm nhẹ (pH = 5 – 8) thường được sử dụng để chuẩn độ trực tiếp trong phép đo iod  Vài trường hợp chuẩn độ trực tiếp iod, pH cần phải bảo đảm thật đúng  Thí dụ: Chuẩn độ As (III) thành As (V) bằng iod  Trung tính: H2AsO3 - + I2 + H2O  HAsO4 2- + 3H+ + 2I-  Acid mạnh: H3AsO4 + 2I- + 2H+  H3AsO3 + I2 + H2O Nguyễn Đức Tuấn
  • 54. Hành – Nhiệt độ, thời gian, chỉ thị Đại học Y Dược TPHCM  Nhiệt độ cao: iod thăng hoa, độ nhạy chỉ thị giảm  Thời gian phản ứng: chuẩn độ thế I- và chất oxy hóa  Tiến hành 10’ – 15’ để phản ứng xảy ra hoàn toàn  Tránh ánh sáng 4I- + O2 + 4H+  I2 + 2H2O  Chỉ thị: thường sử dụng hồ tinh bột  Tính khử yếu, tác dụng với chất oxy hóa mạnh  I2 + hồ tinh bột  phức xanh đen (hấp phụ và giải phóng Iod chậm)  Đun nóng mất màu, để nguội màu tái hiện  Không cho màu với iodid  ĐTĐ: lượng thừa iod  dd màu vàng  không cần chỉ thị. Tuy vậy, khi [I2] thấp thì nên thêm hồ tinh bột hay thioden.  Dung môi hữu cơ không có oxy (CHCl3, CCl4) có màu hồng khi thừa 1 giọt iod as D-glucose Amylose Nguyễn Đức Tuấn
  • 55. Tinh Bột Đại học Y Dược TPHCM a) Dung dịch iod b) Dung dịch iod gần đến ĐTĐ (sau khi cho natri thiosulfat) c) Dung dịch b sau khi thêm vài giọt hồ tinh bột d) Ngay điểm tương đương http://www.elmhurst.edu/~chm/vche mbook/548starchiodine.html Amylopectin a b c d Nguyễn Đức Tuấn
  • 56. Môi Hữu Cơ Không Có Oxy Đại học Y Dược TPHCM http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/f/f5/Halogene.jpg Nguyễn Đức Tuấn
  • 57. Hành – Sai số “oxy” Đại học Y Dược TPHCM  Trong dung dịch acid, oxy không khí 4I- + O2 + 4H+  I2 + 2H2O  Gây sai số thừa khi chuẩn độ gián tiếp bằng iodid  Sai số gia tăng theo tính acid  Khắc phục  Thực hiện trong khí trơ  Thêm CO2 rắn hay NaHCO3 vào dung dịch acid as Nguyễn Đức Tuấn
  • 58. Độ Trong Phép Đo Iod – Dung dịch oxy hóa Đại học Y Dược TPHCM Tính chất  Chất rắn, tan trong dung môi hữu cơ, ít tan trong nước, dễ bay hơi  Khi có mặt I- (KI, NaI): I- + I2  I3 - (triiodid)  Triiodid: chất oxy hóa, nâu đỏ đậm, tan được trong nước  Ứng dụng để pha dung dịch chuẩn độ iod Pha chế, Chuẩn độ lại  Dung dịch chuẩn độ iod 0,1 N: 12,7 g I2/lít nước đã thêm  25 g KI  Chuẩn độ lại bằng natri thiosulfat  Có thể sử dụng ống iod chuẩn Bảo quản  Tránh ánh sáng  Trong những lọ màu, có nút kín (tránh O2 trong không khí oxy hoá I-, tránh mất Iod do bay hơi)  Tránh vệt Cu (xúc tác sự oxy hoá các I- do O2 không khí) Dung dịch iod Nguyễn Đức Tuấn
  • 59. Độ Trong Phép Đo Iod – Dung dịch oxy hóa Đại học Y Dược TPHCM Tính chất  Môi trường acid, thừa iodid IO3 - + 5I- + 6H+  3I2 + 3H2O EIO3- = M/6 = 214,02/6 = 35,67 Pha chế, Chuẩn độ lại  Pha dung dịch chuẩn độ kali iodat 0,1 N (DĐVN IV, trang PL-90)  Thêm KI thừa (15 g/lít) vào dung dịch lúc điều chế hay  Cho I- vào mẫu thí nghiệm của dung dịch lúc sử dụng  Hổn hợp được acid hóa bằng HCl hay H2SO4 loãng  Iod phóng thích sẽ được chuẩn độ bằng natri thiosulfat Dung dịch kali iodat (KIO3, M = 214,02) Nguyễn Đức Tuấn
  • 60. Độ Trong Phép Đo Iod – Dung dịch oxy hóa Đại học Y Dược TPHCM Dung dịch kali bromat (KBrO3, M = 167,01)  Sấy khô kali bromat trước từ 120oC – 150oC  Pha dung dịch chuẩn độ kali bromat 0,1 N (DĐVN IV, trang PL-89)  Thêm dung dịch I- vào lúc định lượng để phóng thích iod BrO3 - + 6I- + 6H+  3I2 + Br- + 3H2O Dung dịch kali dicromat (K2Cr2O7, M = 294,20)  Môi trường acid, thừa KI Cr2O7 2- + 14H+ + 6I-  3I2 + 2Cr3+ + 7H2O  Dung dịch chuẩn độ kali dicromat 0,1 N (DĐVN IV, trang PL-89)  Chuẩn độ bằng natri thiosulfat  Chỉ thị: hồ tinh bột (thêm vào gần ĐTĐ) Xanh dương (I2 + tinh bột )  xanh lá (Cr3+ ) Cr6+ Cr3+ Nguyễn Đức Tuấn
  • 61. Độ Trong Phép Đo Iod – Dung dịch khử Đại học Y Dược TPHCM Pha chế Bảo quản Chuẩn độ lại  Natri thiosulfat (Na2S2O3.5H2O): dễ hút nước  Thường pha dung dịch Na2S2O3 0,1 N (DĐVN IV, trang PL-91)  Nước dùng để pha phải đuổi CO2 vì acid đi vào dung dịch sẽ làm đục từ từ thiosulfat do tạo tủa lưu huỳnh S2O3 2- + 2H+  SO2  + S  + H2O  Tránh ánh sáng, thêm natri borat (3%), cồn amylic (0,8%) để tránh nhiễm vi sinh vật  Mỗi lần định lượng phải chuẩn độ lại bằng dung dịch iod, permanganat (chuẩn độ thừa trừ), kali iodat Cơ chế 2S2O3 2- + I2  2S4O6 2- + 2I- ENa2S2O3 = M = 248,2 Dung dịch natri thiosulfat (Na2S2O3.5H2O, M = 248,2) Nguyễn Đức Tuấn
  • 62. Độ Trong Phép Đo Iod – Dung dịch khử Đại học Y Dược TPHCM Đọc thêm  Dung dịch anhydrid arsenơ (As2O3, M = 197,8)  Dung dịch sulfat hydrazin (NH2NH2, H2SO4; M = 130,2) Nguyễn Đức Tuấn
  • 63. Lượng Bằng Phép Đo Iod – Chuẩn độ trực tiếp Đại học Y Dược TPHCM Áp dụng  Dung dịch có tính khử (S2O3 2-, SO3 2-, CN-, AsO3 3-, vitamin C, muối kim loại, natri stilbigluconat, dimercaprol, acetarsol)  Không định lượng chất oxy hóa theo kỹ thuật trực tiếp vì không có chỉ thị để xác định điểm tương đương (giữa iodid với chất oxy hóa) Tiến hành  Iod oxy hóa trực tiếp chất cần chuẩn độ: I2 + 2e  2I-  E0(I2/I-) = 0,535 V  tác nhân oxy hóa yếu, có lợi trong một số trường hợp (sử dụng chất oxy hóa mạnh có thể gây sự oxy hóa không tỷ lượng) Môi trường  pH 5 – 8 Chỉ thị  ĐKT: hồ tinh bột, dung dịch không màu  xanh Lưu ý  Vài trường hợp, pH cần phải bảo đảm thật đúng  Thí dụ: Chuẩn độ As (III) thành As (V) bằng iod Trung tính: H2AsO3 - + I2 + H2O  HAsO4 2- + 3H+ + 2I- Acid mạnh: H3AsO4 + 2I- + 2H+  H3AsO3 + I2 + H2O Phản ứng này cho phép chuẩn độ ngược iod bằng thiosulfat Nguyễn Đức Tuấn
  • 64. Lượng Bằng Phép Đo Iod – Chuẩn độ trực tiếp Đại học Y Dược TPHCM O HO OH O HOHC HOH2C + I2 O O O O HOHC HOH2C + 2H+ + 2I- Vitamin C (acid ascorbic) Định lượng vitamin C bằng dung dịch chuẩn độ iod Nguyễn Đức Tuấn
  • 65. Lượng Bằng Phép Đo Iod – Chuẩn độ thế (gián tiếp) Đại học Y Dược TPHCM Áp dụng  Dung dịch có tính oxy hóa (halogen, hypohalogenic, iodat, arseniat, muối ceric, ferricyanid, KMnO4, K2Cr2O7, HNO2, H2O2, Fe3+, Cu2+)  Xác định chỉ số iod Tiến hành  Thêm lượng thừa KI vào mẫu chứa chất oxy hóa, I- bị oxy hóa tạo lượng I2 tương đương và chuẩn bằng natri thiosulfat Aox + 2I- (dư)  AKh + I2 2S2O3 2 - + I2  S4O6 2- + 2I- Chỉ thị  Hồ tinh bột  ĐKT: dung dịch xanh  không màu Lưu ý  Sai số “oxy” Nguyễn Đức Tuấn
  • 66. Lượng Bằng Phép Đo Iod – Chuẩn độ thế (gián tiếp) Đại học Y Dược TPHCM Xác định chỉ số iod Định nghĩa  Chỉ số iod (CSI): số gam iod có khả năng cố định trên nối đôi của 100 g chất thử (phần trăm iod được gắn bởi 1 chất) Ý nghĩa  Biểu thị mức độ không no của dầu béo  CSI càng cao, chất béo càng có nhiều nối đôi Xác định  Chất béo + lượng chính xác và dư ICl ICl dư + KI  I2 + KCl  I2 sinh ra được định lượng bằng natri thiosulfat 0,1N  Từ lượng iod còn lại  lượng iod đã kết với nối đôi  Thực hiện mẫu trắng Nguyễn Đức Tuấn
  • 67. Lượng Bằng Phép Đo Iod – Chuẩn độ thừa trừ (ngược) Đại học Y Dược TPHCM Áp dụng  Dung dịch có tính khử (lưu huỳnh hữu cơ có nhóm thiol, hydrazin, glucose, aldehyd acetic, aldehyd formic, phenol, methyl hydroxybenzoat, propyl hydroxybenzoat, phenidion, sản phẩm mở vòng lactam từ penicillin) Tiến hành  Thêm một thể tích chính xác và quá dư dung dịch chuẩn độ iod  Định lượng iod dư bằng natri thiosulfat (cùng nồng độ dung dịch iod)  Từ thể tích dung dịch natri thiosulfat đã dùng suy ra thể tích dung dịch iod dư, thể tích dung dịch iod đã tác dụng với chất khử và tính được nồng độ chất khử, theo phản ứng I2 + 2e  2I- I2 (dư) + 2S2O3 2-  2I- + S4O6 2-  Thực hiện mẫu trắng Chỉ thị  Chỉ thị hồ tinh bột  ĐKT: dung dịch xanh  không màu Nguyễn Đức Tuấn
  • 68. Lượng Bằng Phép Đo Iod – Chuẩn độ thừa trừ (ngược) Đại học Y Dược TPHCM Thủy phân vòng lactam của ampicillin N S C COOH CHCONH O H2N HN S COOH CHCONH H2N HOOC H2O Ampicillin Sản phẩm mở vòng lactam từ ampicillin (không còn hoạt tính kháng khuẩn) Nguyễn Đức Tuấn
  • 69. Trong Môi Trường Khan (Chuẩn độ Karl – Fischer) Đại học Y Dược TPHCM Nguyên tắc 2H2O + SO2 + I2  H2SO4 + 2HI (acid iodhydric) Cải tiến  Có base hữu cơ (pyridin, imidazol, 2-methyl aminopyrin) thì phản ứng hoàn toàn về phía phải 2H2O + SO2 + I2 + 4C6H5N  (C6H5NH+)2SO4 + 2C6H5NH+I- 1 mole iod  2 mole nước Độ nhạy của phương pháp  Tăng gấp đôi nếu 1 mole MeOH (cloroform) sẽ “thay” 1 mole nước  Phản ứng phân thành 2 giai đoạn liên tiếp  Iod và anhydrid sulfurơ kết hợp trước với pyridin SO2 + I2 + 3C6H5N  C6H5N + C6H5N – I2 + C6H5N–SO2  1 mole H2O tiêu thụ 1 mole I2, 1 mole SO2, 3 mole pyridin và 1 mole MeOH H2O + C6H5N + C6H5N – I2 + C6H5N–SO2  2C6H5N–H+I- + C6H5N+–SO3 - C6H5N+–SO3 - + CH3OH  C6H5NH+ CH30SO3 - Áp dụng  Xác định hàm lượng nước trong chất vô cơ và hữu cơ do tính chính xác và chuyên biệt, dễ tính toán Nguyễn Đức Tuấn
  • 70. Trong Môi Trường Khan (Chuẩn độ Karl – Fischer) Đại học Y Dược TPHCM Máy chuẩn độ Cl- và chuẩn độ Karl – Fischer (Metrohm) Nguyễn Đức Tuấn
  • 71. học Y Dược TPHCM  Nguyên tắc NaNO2 + HCl  HNO2 + NaCl Ar-NH2 + HNO2 + HCl  [Ar-N+Ξ N]Cl- + 2H2O  Điều kiện tiến hành  Môi trường acid và loãng  Nhiệt độ thấp  Khuấy đều dung dịch cần chuẩn độ  Lúc đầu nhỏ dung dịch chuẩn độ khoảng 2 ml /phút, đến trước điểm tương đương khoảng 1 ml thì nhỏ từng 0,1 ml một và để yên ít nhất 1’ sau mỗi lần thêm dung dịch Nguyễn Đức Tuấn
  • 72. học Y Dược TPHCM  Dung dịch chuẩn độ: NaNO2 0,1 M (DĐVN IV, trang PL-91)  NaNO2 hòa tan tốt trong nước, bền hơn HNO2 (K = 4.10-4)  HNO2 chỉ hiện hữu ở trạng thái tự do trong acid loãng, nhiệt độ lạnh, dễ bị phân hủy thành anhydrid nitrơ và nước 2HNO2  N2O3 + H2O  Anhydrid nitrơ bền và chỉ có mặt ở nhiệt độ thấp. Ở nhiệt độ phòng, tự phân hủy ngay thành oxyd và peroxyd nitơ N2O3  NO + NO2  Chỉ thị  Chỉ thị nội: Tropeolin 00 (dung dịch đỏ  vàng nhạt) hoặc hỗn hợp tropeolin (4 giọt) và xanh methylen (2 giọt), dung dịch tím  xanh da trời  Chỉ thị ngoại: giấy tẩm hồ tinh bột và KI (ít sử dụng)  Ứng dụng: amin thơm bậc nhất (benzocain, dapson, primaquin, procainamid, procain, sulfacetamid, sulfadoxin, sulfaguanidin, sulfamethoxazol, sulfaxylum, sulfathiazol, sulfapyridin, sulfamethizol) Tropeolin Nguyễn Đức Tuấn
  • 73. học Y Dược TPHCM  Các amin thơm bậc 1 phản ứng với acid nitrơ để tạo thành muối diazonium bền ở nhiệt độ dưới 50C nhưng phân hủy thành nitrogen ở nhiệt độ phòng  Các amin thơm bậc 2 tạo thành  Hợp chất N-nitroso không tan trong hỗn hợp phản ứng  Hợp chất thế ái điện tử của nhóm nitroso trên vòng thơm Nguyễn Đức Tuấn
  • 74. söï theo doõi cuûa caùc baïn