Phân tích chuẩn độ

Phân tích chuẩn độ xác định một chất phân tích bằng cách đo thể tích thuốc thử tiêu chuẩn cần thiết để phản ứng hoàn toàn với nó.

Definition

Phân tích chuẩn độ là một phương pháp định lượng cổ điển trong đó một thể tích dung dịch thuốc thử đã được chuẩn hóa được đo và phản ứng với chất phân tích đến một điểm cuối hóa học lượng tử, từ đó tính toán lượng chất phân tích.

Scope

Chủ đề này bao gồm phân tích thể tích dưới các dạng chính: chuẩn độ axit–bazơ, chuẩn độ tạo phức với các thuốc thử như EDTA, chuẩn độ kết tủa và chuẩn độ oxy hóa–khử. Nó đề cập đến các dung dịch tiêu chuẩn và sự chuẩn hóa, hình dạng của đường cong chuẩn độ, phát hiện điểm cuối bằng chất chỉ thị và bằng cảm biến điện thế hoặc các cảm biến dụng cụ khác, và các phép tính hóa học lượng tử chuyển đổi thể tích chất chuẩn thành lượng chất phân tích.

Core questions

• Thể tích chất chuẩn tại điểm tương đương liên quan đến lượng chất phân tích như thế nào?
• Các dung dịch tiêu chuẩn được chuẩn bị và chuẩn hóa dựa trên các chất chuẩn gốc như thế nào?
• Hình dạng đường cong chuẩn độ hướng dẫn việc lựa chọn chất chỉ thị hoặc cảm biến như thế nào?
• Chuẩn độ axit–bazơ, chuẩn độ tạo phức, chuẩn độ kết tủa và chuẩn độ oxy hóa–khử khác nhau về mặt hóa học như thế nào?

Key theories

Hóa học lượng tử điểm tương đương

Tại điểm tương đương, chất chuẩn đã phản ứng theo tỷ lệ hóa học lượng tử chính xác với chất phân tích, do đó tích của nồng độ và thể tích chất chuẩn, được điều chỉnh theo hóa học lượng tử của phản ứng, cho biết lượng chất phân tích; sự thay đổi đột ngột trong một thuộc tính được đo gần điểm này cho phép xác định điểm cuối.

Mechanisms

Một chất chuẩn có nồng độ đã biết được đưa từ buret vào dung dịch chất phân tích, nơi nó phản ứng theo một tỷ lệ hóa học lượng tử cố định. Khi điểm tương đương đến gần, một thuộc tính được theo dõi—pH, điện thế điện cực, hoặc màu của chất chỉ thị—thay đổi đột ngột, đánh dấu điểm cuối. Thể tích chất chuẩn đã tiêu thụ, cùng với nồng độ của nó và hóa học lượng tử của phản ứng, cho biết lượng chất phân tích. Chuẩn hóa dựa trên một chất chuẩn gốc đảm bảo nồng độ chất chuẩn là chính xác.

Clinical relevance

Chuẩn độ được sử dụng rộng rãi để định lượng dược điển, xác định độ cứng và độ kiềm của nước, hàm lượng axit và bazơ trong thực phẩm và sản phẩm công nghiệp, và xác định nước bằng phương pháp Karl Fischer, được đánh giá cao về độ chính xác và chi phí thấp.

History

Phân tích thể tích phát triển vào đầu thế kỷ 19 với các dung dịch tiêu chuẩn của Gay-Lussac và các kỹ thuật buret và chất chỉ thị có hệ thống của Mohr. Chuẩn độ tạo phức với EDTA, được Schwarzenbach giới thiệu vào giữa thế kỷ 20, đã mở rộng đáng kể phương pháp chuẩn độ để xác định ion kim loại.

Key figures

• Joseph Louis Gay-Lussac
• Karl Friedrich Mohr
• Gerold Schwarzenbach

Seminal works

• harris2020
• skoog2014fac
• vogel2000

Frequently asked questions

Chất chuẩn gốc là gì?

Đó là một chất có độ tinh khiết cao, ổn định, có thành phần đã biết được sử dụng để chuẩn bị hoặc chuẩn hóa một chất chuẩn; vì lượng của nó có thể được cân chính xác, nó xác định nồng độ thực của dung dịch chất chuẩn.

Chuẩn độ tạo phức là gì?

Đó là một phép chuẩn độ trong đó một thuốc thử tạo phức càng cua như EDTA tạo thành một phức chất ổn định với một chất phân tích ion kim loại; thể tích cần thiết để tạo phức với tất cả kim loại, được phát hiện bằng chất chỉ thị ion kim loại, cho biết nồng độ kim loại.