Phương pháp chuẩn độ điện thế là gì

english Potentiometric titration

Chuẩn độ điện thế là một kỹ thuật tương tự như chuẩn độ trực tiếp của phản ứng oxi hóa khử. Nó là một phương tiện hữu ích để mô tả một axit. Không có chỉ số được sử dụng; thay vào đó, điện thế được đo trên chất phân tích, điển hình là dung dịch điện phân. Để làm điều này, hai điện cực được sử dụng, một điện cực chỉ thị (điện cực thủy tinh và điện cực chỉ thị ion kim loại) và điện cực tham chiếu. Các điện cực tham chiếu thường được sử dụng là điện cực hydro, điện cực calomel và điện cực bạc clorua. Điện cực chỉ thị tạo thành một nửa tế bào điện hóa với các ion quan tâm trong dung dịch thử. Điện cực tham chiếu tạo thành một nửa tế bào khác.
Điện thế tổng thể được tính bằng Ecell = Eind - Eref + Esol. Esol là sự sụt giảm tiềm năng đối với dung dịch thử giữa hai điện cực. Ecell được ghi lại trong các khoảng thời gian khi chất chuẩn độ được thêm vào. Một đồ thị của tiềm năng chống lại khối lượng được thêm vào có thể được vẽ và điểm kết thúc của phản ứng là một nửa giữa bước nhảy điện áp. Ecell phụ thuộc vào nồng độ của các ion quan tâm mà điện cực chỉ thị tiếp xúc. Ví dụ, phản ứng điện cực có thể là M + ne -----> M

Khi nồng độ M thay đổi, Ecell thay đổi tương ứng. Do đó, chuẩn độ chiết áp liên quan đến phép đo Ecell với việc bổ sung chất chuẩn độ. Các loại chuẩn độ chiết: chuẩn độ axit-bazơ (tổng độ kiềm và tổng độ axit), chuẩn độ oxy hóa khử (HI / HY và cerate), chuẩn độ kết tủa (halogenua) và chuẩn độ phức tạp (EDTA tự do và Antical # 5).

Những ngôn ngữ khác

Nhathuocngocanh.com – Chuẩn độ đo thế  là phương pháp phổ biến hiện nay, được nhiều người quan tâm trong nghiên cứu phát triển khoa học. Vậy chuẩn độ đo thế là gì? Nguyên tắc của phương pháp chuẩn độ đo thế? Các phương pháp chuẩn độ đo thế? Hãy cùng bài viết của nhà thuốc Ngọc Anh tìm hiểu về phương pháp này.

Chuẩn độ đo thế là một trong những ứng dụng quan trọng trong phân tích hóa học và được được điển của tất cả các nước quy định. Đây là một phương pháp vật lý dùng trong kiểm nghiệm.

Cơ sở của phương pháp:

•  Việc đo điện thế được hình thành từ các điện cực được hình hành từ các điện cực đặc biệt nhúng vào trong dung dịch khảo sát.
• Điện thế của điện cực và nồng độ của các thành phần có trong dung dịch có mối liên quan chặt chẽ với nhau.

Chuẩn độ đo thế là phép chuẩn độ trong đó sự thay đổi của sức điện động của một pin nguyên tố Gavanic là hàm số của lượng thuốc thử thêm vào. Bởi vậy trong phép chuẩn độ đo thế có thể tiến hành chuẩn độ và theo dõi sự thay đổi thế của dung dịch cần chuẩn độ mà từ đó xác định điểm tương đương.

Chuẩn độ đo thể giúp xác định được điểm tương đương với độ chính xác và độ lặp lại cao, các thông tin nhiệt động học như hệ số phân lý, hằng số tạo phức,… và một số các thông số khác.

Phương pháp chuẩn độ đo thế có thể ứng dụng cho các hệ có màu sắc hay các hệ không có chỉ thị màu, hạn chế được các sai số chủ quan do người thực hiện.

Các phản ứng hóa học đúng trong phương pháp đo thế phải xảy ra định lượng, tuy vậy đôi khi cũng dùng những phản ứng xảy ra không định lượng. Trong trường hợp này cần ngưng chuẩn độ khi tìm được điểm tương đương thực nghiệm hoặc cần tiến hành chuẩn độ ngược. Độ chính xác của phương pháp chuẩn độ điện thế phụ thuộc việc đọc thể tích của thuốc thử. 

Độ nhạy của phương pháp còn hạn chế do sự xác định thể ở nồng độ nhỏ. Khi nồng độ quá nhỏ thì dòng bị cản trở, đặc biệt khi chuẩn độ điện thế không dòng.

Xem thêm: Phương pháp ngâm lạnh là gì? Ưu, nhược điểm và phạm vi áp dụng

Chuẩn độ đo thế là phương pháp nhằm xác định nồng độ các chất dựa vào sự thay đổi thế điện cực được nhúng vào dung dịch phân tích mà không sử dụng các chất chỉ thị hóa học. Phương pháp chỉ thực hiện được khi đáp ứng các điều kiện cơ bản sau:

• Xảy ra phản ứng hóa học giữa thuốc thử và dung dịch chuẩn độ theo đúng yêu cầu của các phản ứng trong phân tích thể tích. Các phản ứng này diễn ra nhanh, hoàn toàn và đúng theo tỷ lệ đã định.
• Xảy ra phản ứng điện hóa trên điện cực chỉ thị.

Hiện nay có hai loại chuẩn độ đo thế là chuẩn độ điện thế có dòng và chuẩn độ điện thế không dòng. Trong đó phương pháp chuẩn độ điện thế không dòng phổ biến hơn. Chuẩn độ đo thế không dòng đòi hỏi phải xác định thế cân bằng của những hệ oxy hóa khử nhanh (đôi khi đo thế hỗn hợp). Trong trường hợp này, muốn theo dõi sự biến thiên thế của hệ chậm ta cần thêm vào dung dịch chất chỉ thị. Còn đối với chuẩn độ đo thế có dòng cho phép sử dụng các hệ rất chậm nếu chất cần điện phân hay thuốc thử có thể bị oxy hóa hay bị khử hoặc nếu chọn lọc được hệ chỉ thị thích hợp.

Để thực hiện phương pháp chuẩn độ đo thể, tiến hành sử dụng hai điện cực. Trong đó một điện cực chỉ thị và điện cực còn lại dùng để so sánh. Điện cực so sánh thường là điện cực hydro hoặc là điện cực bạc clorua. Kết quả điện thế được xác định trong khoảng thời gian chất chuẩn độ được đo và thêm vào dung dịch. Điện thế này phụ thuộc vào nồng độ của các ion tiếp xúc với điện cực chỉ thị. 

Có nhiều các phương pháp chuẩn độ đo thế khác nhau. Bốn phương pháp phổ biến hay được sử dụng hiện nay bao gồm phương pháp chuẩn độ acid base, phương pháp chuẩn độ oxy hóa khử, phương pháp chuẩn độ phức hợp, phương pháp chuẩn độ kết tủa.

• Phương pháp chuẩn độ acid- base: phương pháp này được sử dụng để xác định nồng độ của hoạt chất acid hoặc base, bằng cách trung hòa hoạt chất bằng cách sử dụng dung dịch chuẩn với nồng độ xác định.
• Phương pháp chuẩn độ oxy hóa khử: phương pháp phù hợp với những mẫu chất phân tích và mẫu chuẩn có phản ứng oxy hóa khử rõ ràng. Ví dụ như chuẩn độ dung dịch iod (qua phản ứng oxy hóa khử tạo chất khử ion iodua), trong quá trình sử dụng chất chỉ thị là tinh bột.
• Phương pháp chuẩn độ phức hợp: Phương pháp chuẩn độ phức hợp hay còn có tên gọi khác là phương pháp đo chelat. Nguyên tắc của phương pháp này là tạo thành phức hợp màu trong dung dịch, từ đó xác định được điểm cuối phản ứng. Phương pháp này thường được sử dụng để xác định hỗn hợp các ion kim loại trong một dung dịch nhất định.
• Phương pháp chuẩn độ kết tủa: Trong dung dịch chuẩn độ bao gồm chất phân tích và chất chuẩn độ, phản ứng tạo thành kết tủa không tan trong dung dịch đó. Khi thêm chất chuẩn độ nhưng không có thêm lượng tủa tạo thành, thời điểm đó sẽ được ghi nhận là điểm cuối phản ứng.

Bài viết cung cấp những thông tin cơ bản về phương pháp chuẩn độ đo thế. Việc chuẩn độ này nên thực hiện thường xuyên để có được kết quả chính xác nhất. 

Xem thêm:

Phân tích nhiệt là gì? Một số phương pháp phân tích nhiệt hiện nay

Tác giả: A. Hulanicki , S. Glab Potentiometry, đăng năm 2013. Truy cập ngày 25/12/2021.

Phương pháp chuẩn độ đo điện thế – Dược điển Việt Nam 5.