Published on
PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG (BỘ Y TẾ)
1. BỘ Y TẾBỘ Y TẾ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG
2. PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNGPHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG Muc tiêu * Trình bày được nguyên tắc, nội dung và phân loại của phương pháp phân tích khối lượng * Nói rõ các tác động chính của phương pháp phân tích khối lượng * Đánh giá được ưu nhược điểm của phương pháp
3. Phần 1Khái niệm và phân loại Phần 2Cách tính kết quả The image cannot be displayed. Your computer may not have enough memory to open the image, or the image may have been corrupted. Restart your computer, and then open the file again. If the red x still appears, you may have to delete the image and then insert it again. NỘI DUNG Phần 4 Phần 3 Đánh giá phương pháp Các tủaCác tác động cơ bản của pp kết tủa Phần 2Cách tính kết quả
4. QuyQuy trìnhtrình phânphân tíchtích mẫumẫu Lấy mẫu Bảo quản Xử lý mẫu Phân tích Tính kết quảðịnh tính ðịnh lượng
5. 1. KHÁI NI M VÀ PHÂN LO I * 1.1. Khái niệm: Xác định hàm lượng các chất dựa vào khối lượng của sản phẩm ở dạng tinh khiết chứa thành phần của chất cần phân tích được tách ra khỏi các chất khác có trong mẫuđược tách ra khỏi các chất khác có trong mẫu * Nguyên tắc: X (dd) → ………….. → Z ( dạng cân) %X mpt mZ, CTPT xác định
6. 1.2. PHÂN LO I1.2. PHÂN LO I * 1.2.1. Phương pháp k t t a VD1: Đ nh lư ng Na2SO4 X R(thuoc thu) (dd) Y rua, say nung loc Z (dang can) VD2: Đ nh lư ng Fe3+ BaCl2 + Na2SO4 BaSO4 to BaSO4 (dang tua) (dang can) Fe3+ +NaOH Fe(OH)3 to Fe2O3 ( dang can)
7. 1.2.2.1.2.2. PhươngPhương pháppháp baybay hơihơi * Phương pháp trực tiếp: Chất cần định lượng X được cân sau khi làm bay hơi mẫu VD1: Hấp thụ khí CO2 2- H+ hap thu vao binh VD2: Xác định khoáng tổng số của thực phẩm (áp dụng khi X dễ phân hủy, dễ bay hơi hay dễ bị thăng hoa) CO3 2- H+ CO2 (m1) hap thu vao binh m2 binh (m1 m2 ) thuc pham to C tro (khoang)
8. 11..22..22.. PhươngPhương pháppháp baybay hơihơi * Phương pháp gián ti p: xác đ nh hàm lư ng ch t trư c khi bay hơi và lư ng c n còn l i sau khi bay hơi đ suy ra kh i lư ng ch t đã bay hơi * Ví d : Xác đ nh đ m c a thu c thuoc to C chat kho (m1) (m2) (mam =m1 m2)
9. 2. TÍNH K T QU2. TÍNH K T QU * 2.1.Hệ số chuyển K: Nếu dạng cân là AmBn * Trường hợp tính %A dưới dạng AxDy từ AmBn m n A A B mM K M = * Trường hợp tính %A dưới dạng AxDy từ AmBn * Hệ số pha loãng Vdm: Thể tích dung dịch (X) sau khi a gam chất cần phân tích hòa tan Vxd: Thể tích dung dịch (X) lấy đem phân tích .x y A Bm n A DM m K M x = dm xd V F V =
10. TÍNH K T QUTÍNH K T QU * Nếu đem a gam hòa tan và định mức đến Vdm a: lượng cân ban đầu của mẫu chứa X cần phân tích b: Khối lượng dạng cân % . .100 b X K a = V b: Khối lượng dạng cân * Xác định độ ẩm của mẫu a’: lượng mẫu còn lại khi sấy khô dm % . .100 xd V X K V = ‘ % .100 a a doam a − =
11. a, Hàm lượng Fe dưới dạng Fe 2 3 2. 2.56 0,7 160 Fe K Fe O = = = 2 3 0,3412 % . .100 0,7. .100 21,24% Fe Om Fe K= = = 3 2 2 31,1245 ( ) ( ) . (0,3412 ) , H Loc g X Fe OH xH O Fe O g OH say nung + − ↓ 2 3 % . .100 0,7. .100 21,24% 1,1245X Fe K m = = = b, Dưới dạng Fe3O4 3 4 2 3 2 232 2 . . 0,9666 3 160 3 Fe O K Fe O = = = 3 4 0,3412 % 0,9666. .100 29,33% 1,1245 Fe O = =
12. 3.3. CácCác táctác đ ngđ ng cơcơ b nb n c ac a pppp k tk t t at a Hòa tan mẫu Kết tủa Lọc tủa Rửa tủa Sấy, nung Cân, tính toán
13. 33..11.. L cL c t at a
14. 3.2. Các yêu c u đ i v i d ng t a, d ng cân, thu c th k t t a D ng t a * T a ph i có đ tan nh ( T < 10-10) * T a ph i d l c, d D ng cân * T a có thành ph n đúng v i công th c hóa h c* T a ph i d l c, d r a * T a đư c chuy n sang d ng cân d dàng và hoàn toàn h c * B n v ng ( không hút m, h p th khí, b phân h y) * Có h s chuy n F nh
16. * Rửa tủa Dịch rửa thỏa mãn: – Làm giảm độ tan của kết tủa – Chống lại hiện tượng peptit hóa * Lọc tủa Dùng giấy lọc hoặc phễu xốp – Giấy lọc băng xanh: lọc tủa tinh thể – Giấy lọc băng trắng, băng vàng: Tốc độ chảy- Ngăn cản quá trình thủy phân – Dễ loại bỏ * Cách rửa: Với cùng một thể tích dich rửa cho trước rửa làm nhiều lần băng vàng: Tốc độ chảy trung bình – Giấy băng đỏ: Lọc tủa vô định hình * Phễu xốp: Lớp xốp mịn thay cho giấy lọc được gắn vào đáy phễu
17. * Sấy và nung tủa Sấy tăng dần nhiệt độ để kết tủa cháy thành than. Nung tủa khoảng * Cân Cho kết tủa vào bình hút ẩm khoảng 20 phút, đưa về nhiệt độ phòng 15-30 phút đến khối lượng không đổi Cân trên cân phân tích độ chính xác ± 0,0001g
18. 3.4.3.4. Thu cThu c thth t ot o t at a * Có tính ch n l c cao * D lo i b khi l c, r a,… * Ph i t o đư c các t a thích h p v i d ng t a và d ng cânvà d ng cân Thu c th k t t a vô cơ
19. BảngBảng:: ThuốcThuốc thửthử vôvô cơcơ Thuốc thử Nguyên tố cần xác định NH3 (dung dịch) Be, Al, Se, Fe, Zr, Sn H2SO4 Cd, Sn, Pb, Ba ( dưới dạng sulphat) (NH4)HPO4 Mg, Al, Mn, Zn, Cd, Bi H PtCl K , Rb, CsH2PtCl6 K , Rb, Cs H2C2O4 Ca, Sr, Th AgNO3 Cl, Br, I BaCl2 SO4 2- NH4Cl, MgCl2 PO4 3-
20. Các thu c th k t t a h u cơ Ưu đi m * Chính xác hơn pp phân tích thể tích, đặc biệt nếu dùng cân phân tích 10-4 * Kỹ thuật thô Như c đi m * Mất thời gian ( lọc, rửa, sấy, nung) * Khả năng mất mát chất phân tích lớn, đặc biệt trong quá trình kết tủa và* Kỹ thuật thô * Phân tích được hầu hết ion, một số hợp chất vô cơ (H2O, SO2, CO2, I2..) và hữu cơ ( thành phần chất trong dược phẩm, thực phẩm..) trong quá trình kết tủa và lọc, rủa tủa) * Thao tác phải rất cẩn thận * Không thông dụng bằng pp phân tích thể tích * Với hàm lượng nhỏ phải dùng kỹ thuật dụng cụ (< 10-3)
21. 8-Hydroxyquinolin Kết tủa với nhiều kim loại. Tách bằng kiểm soát pH α-nitroso β-naphtol Định lượng Co2+ khi có mặt Ni2+ với lượng lớn Tách các ion Một số thuốc thử Cupferron Thionalid Kết tủa và định lượng các kim loại nhóm H2S Acid quinaldic Định lượng Cd, Cu, Zn, U thuốc thử kết tủa hữu cơ
22. PhứcPhức NikenNiken Dimetylglioxim Phức Ni-dimetylglioxim Định lượng Ni2+
23. CHUẨN ĐỘ KẾT TỦACHUẨN ĐỘ KẾT TỦA Th.s: Lại Thị Thu Trang
24. CHUẨN ĐỘ KẾT TỦACHUẨN ĐỘ KẾT TỦA Muc tiêu * Vẽ đường cong chuẩn độ bạc * Trình bày nguyên tắc, cách tiến hành và điều kiện khi dùng chỉ thị trong định lượng bằng bặc theo pp Mohr, Volhard và Fajans * Nêu ứng dụng trong phân tích các hợp chất vô cơ
25. Phần 1Nguyên tắc vầ phân loại Phần 2Phương pháp đo bạc The image cannot be displayed. Your computer may not have enough memory to open the image, or the image may have been corrupted. Restart your computer, and then open the file again. If the red x still appears, you may have to delete the image and then insert it again. NỘI DUNG Phần 4 Phần 3 Ứng dụng Các cuốiCác phương pháp xác định điểm cuối Phần 2Phương pháp đo bạc
26. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN Gay-Lussac (1824) Blow out liquid Mohr (1855) Compression clip Used for 100 years Descroizilles (1806) Pour out liquid Henry (1846) Copper stopcock Mohr (1855) Glass stopcock
27. 1. NGUYÊN TẮC VÀ PHÂN LOẠI1. NGUYÊN TẮC VÀ PHÂN LOẠI * 1.1. NGUYÊN TẮC Phương pháp chuẩn độ kết tủa dựa trên phản ứng tạo thành các hợp chất ít tan Các phản ứng chuẩn độ thỏa mãn: Phản ứng xảy ra hoàn toàn (T< 10-10) Phản ứng xảy ra nhanh Phản ứng xảy ra theo một hệ số tỷ lượng nhất định Phản ứng phải chọn lọc Phải có chất chỉ thị thích hợp để xác định ĐTĐ
28. 2. PHƯƠNG PHÁP ĐO BẠC2. PHƯƠNG PHÁP ĐO BẠC * Giả sử tiến hành chuẩn độ Vo ml dung dịch chứa ion halogen X- ( Cl-, Br-, I- hay SCN-) có nồng độ Co(mol/l) bằng dung dịch AgNO3 có nồng độ C (mol/l)C (mol/l) * Gọi V là thể tích AgNO3 cho vào tại mỗi thời điểm của quá trình chuẩn độ. * F: Mức độ ion X- đã được chuẩn độ
29. * Tại ĐTĐ (CoVo = CV, F = 1): * Sau ĐTĐ (CoVo < CV, F<1): Ag+ dư
30. ĐƯỜNG CONG CHUẨN ĐỘĐƯỜNG CONG CHUẨN ĐỘ
31. BảngBảng giágiá trịtrị thuthu đượcđược V F Công thức tính pCl pCl pAg Ghi chú 0 0 pX = -lgCa 1,00 9,00 5 0,1 1,09 8,91 25 0,5 1,48 8,52 45 0,9 2,28 7,72 49,5 0,99 3,30 6,7049,5 0,99 3,30 6,70 49,95 0,999 4,30 5,70 SS% = -0,1% 50 1 5,00 5,00 ĐTĐ 50,05 1,001 5,70 4,30 SS% = +0,1% 50,5 1,01 6,70 3,30 75 1,5 7,79 2,21 100 2 8,70 1,30
32. ĐườngĐường congcong chuẩnchuẩn độđộ NaClNaCl 00,,11NN bằngbằng AgNOAgNO33 00,,11NN
34. * Ví dụ: Chuẩn độ 100ml dung dịch NaI 0,1N bằng dung dịch AgNO3 có cùng nồng độ. a, Tính sai số của phép chuẩn độ trên nếu kết thúc chuẩn độ ở pAg = 11thúc chuẩn độ ở pAg = 11 b, Để sai số chuẩn độ không vượt quá 0,02% thì phải kết thúc chuẩn độ trong khoảng pI bằng bao nhiêu? Cho biết: TAgI = 10-16
35. GiảiGiải 161 1 ( lg10 ) 8 2 2TDpH pT − = = − = 3 3NaI AgNO AgI NaNO+ → + 16 11 lg10 11 5c cpAg pI − = ⇒ = − − = 1pI pI F< ⇒ < Dung dịch dư NaI Phương trình chuẩn độ: Tại điểm tương đương: a, Nếu kết thúc chuẩn độ ở pAg = 11. Sai số của phép chuẩn độ là: 1c tdpI pI F< ⇒ < Dung dịch dư NaI 5 1 1 1 1 10 ( ) 10 (10 10 ) % .100 .100 0,02% 10 .10 pI o I o C C SS C C − − − − − − − + + = − = − = − 16 16 1 1 1 1 10 ( ) 10 (10 10 ) % .100 .100 0,02% 10 .10 pI pI o Ag o C C SS C C + − − − − − − + + = + = + = + 16 5 10 10 11pI pI− − = ⇒ = b, Để sai số không vượt quá 0,02% Với sai số ±0,02% bước nhảy pI = 5 – 11
36. Bước nhảy của đường biểu diễn phụ thuộc vào tích số tan Tích số tan càng bé thì Magnitude of concentration change and ease of identifying equivalence point increases with Ksp bước nhảy càng dài
37. Kết luận: Bước nhảy của đường biểu diễn phụ thuộc vào nồng độ Nồng ñộ của dung dịch cần chuẩn ñộ và của thuốc thử càngchuẩn ñộ và của thuốc thử càng cao thì bước nhảy của ñường cong chuẩn ñộ càng dài
38. Chuẩn ñộ Chu n đ h n h p 1.) Product with the Smaller Ksp Precipitates First Two Stage Titration Curve – Assumes significant difference in Ksp First, AgI ppt. Titrate Mixture of KI and KCl with AgNO3 Ksp(AgI) << Ksp(AgCl) Then, AgCl ppt. AgI ppt. not complete at midpoint
39. 4. CÁC PP XÁC ĐỊNH ĐIỂM CUỐI4. CÁC PP XÁC ĐỊNH ĐIỂM CUỐI TRONG PP ĐO BẠCTRONG PP ĐO BẠC * NGUYÊN TẮC: Thêm vào dung dịch chuẩn độ một ion có khả năng tạo với ion Ag+ một kết tủa có màu đậm ở gần điểm tương đương ĐTĐ * 4.1. Phương pháp Mohr: Chuẩn độ trực tiếp X- với chỉ thị K2CrO4 Quá trình chuẩn độ: * Khi dư một giọt Ag+: đỏ gạch * Kết thúc quá trình chuẩn độ, dd từ màu vàng đục → Ag X AgX+ − + ⇔ ↓ 2 4 2 42CrO Ag Ag CrO− + + → ↓ ñỏ gạch
40. ** LưuLưu ýý * Chuẩn độ trong môi trường trung tính – kiềm yếu: pH = 6,5-8,3 * Nồng độ K2CrO4 trong dung dịch chuẩn độ ~5.10-3M ( 1-2ml K2CrO4 5% cho 100ml dd X)( 1-2ml K2CrO4 5% cho 100ml dd X) * Trong quá trình chuẩn độ cần lắc mạnh bình để kết tủa vón cục lại dễ quan sát màu sắc của kết tủa * Phương pháp này chỉ dung để xác định Cl- và Br- , không dung để xác định I-, SCN-, F-
41. ** 4.2.4.2. PhươngPhương pháppháp FajansFajans:: * Nguyên tắc: Chuẩn độ trực tiếp X- với chỉ thị hấp phụ (CTHP) * CTHP: Acid hữu cơ yếu (hay bazo hữu cơ yếu), có khả năng thay đổi màu sắc khi bị hấp phụ mạnh trên bề mặt tủa mang điện tích. * Ví dụ: Chuẩn độ NaX bằng AgNO3 với CTHP là HInd 3 3aXA gN O N A gX N aN O+ ⇔ ↓ + H Ind H Ind+ − ⇔ + (Ind- có khả năng hấp phụ trao đổi với ion thuận nghịch (anion) trong lớp điện tích kép của kết tủa keo AgX) * Trước ĐTĐ: Keo âm AgCl/NaCl. {[(mAgX).nX-.(n-x)Na+].xNa+} * Dư 1 giọt AgNO3: * Sau ĐTĐ: Keo dương AgCl/AgNO. {[(mAgCl).nAg+(n-x)NO3 -]xNO3 -}
42. Cơ chế hấp phụ Trước ĐTĐ: Bề mặt kết tủa AgCl tích điện âm (dư Cl-) {[(mAgCl).nCl-.(n-x)Na+].xNa+} AgCl ppt. Chuẩn độ NaCl bằng AgNO3 với CTHP là HInd 3 3AgNO NaCl AgCl NaNO+ ⇔ + HInd H Ind+ − ⇔ + {[(mAgCl).nCl-.(n-x)Na ].xNa } Sau ĐTĐ: Bề mặt AgCl mang điện tích dương (dư Ag+) Chỉ thị hấp phụ Ind-: Dd đổi màu AgCl ppt. {[(mAgCl).nAg+(n-x)NO3 -]xNO3 -} { [ ] }3. .( ) ( )mAgX nAg n x NO xInd+ − − −
43. Phương pháp Fajans Yêu cầu thuốc thử anion – Diện tích bề mặt lớn liên kết mạnh thay đổi màu rõ rệt – Kích thước hạt nhỏ Nồng độ thấp Dichlorofluorescein là màu xanh lục trong dung dịch nhưng màu hồng khi được hấp phụ trên AgCl – Kích thước hạt nhỏ Nồng độ thấp – Phải sử dụng pH thích hợp để duy trì điện tích âm Chuy n t màu l c sang màu h ng Quá trình chuy n đ i màu s c nét hơn liên k t ch t ch v i Cl-
44. ChỉChỉ thịthị hấphấp phụphụ ((pppp FajansFajans)) * Fluorescein: Là một acid yếu (~10-8)nên phải chuẩn độ trong môi trường kiềm để chỉ thị phân ly mạnh thì mới thấy rõ màu. Chuẩn độ trong môi trường pH = 6,5 – 10 (tốt nhất là 8,3) Dùng để chuẩn độ các ion Cl-, Br-, I- Tại ĐTĐ: Dung dịch chuyển từ màu lục sang đổ hồngTại ĐTĐ: Dung dịch chuyển từ màu lục sang đổ hồng * Eosin: Dùng để chuẩn độ các ion Br-, I-, SCN- ở pH = 2-10. Tại ĐTĐ dung dịch chuyển từ màu lục sang đỏ thẫm * Lưu ý: Để ĐTĐ chuyển màu rõ cần Thêm chất bảo vệ keo (dd dextrin, gelatin,…) vào dd chuẩn độ Loại bỏ các ion gây keo tụ (Al3+, Fe3+,….) trước khi chuẩn độ
45. 4.3.4.3. PhươngPhương pháppháp VolhardVolhard
47. AgNO3 0.100N DD chuẩn Đã biết nồng độ (chất chuẩn) D NG C VÀ HÓA CH T Van Buret Cl- Mâu phân tích Chưa biết nồng độ (cần xác định) Vài giọt dd Na2CrO4 Chỉ thị
48. QUÁ TRÌNH CHU N Đ
49. Điểm kết thúc Thời điểm cân bằng [Ag+] thêm vào = [Cl-] trong mẫu ? STOP Xác định nồng độ Ag+ tác dụng với Cl- trong KẾT THÚC QUÁ TRÌNH CHUẨN ĐỘKẾT THÚC QUÁ TRÌNH CHUẨN ĐỘ Dung dịch màu nâu đỏ Điểm kết thúcCl- trong mẫu
50. TÍNH KẾT QUẢTÍNH KẾT QUẢ
51. Dd cần xác định Dd chuẩn Phương pháp AsO4 3- AgNO3, KSCN Volhard Br- AgNO3 AgNO3, KSCN Mohr or Fajans Volhard Cl- AgNO3 AgNO3, KSCN Mohr or Fajans Volhard* CO3 2- AgNO3, KSCN Volhard*CO3 AgNO3, KSCN Volhard* C2O4 2- AgNO3, KSCN Volhard* CrO4 2- AgNO3, KSCN Volhard* I- AgNO3 AgNO3, KSCN Fajans Volhard PO4 3- AgNO3, KSCN Volhard* S2- AgNO3, KSCN Volhard* SCN- AgNO3, KSCN Volhard*
53. ỨngỨng dụngdụng