Bài giảng Hóa phân tích - Chương 1: Đại cương về hóa phân tích

Nội dung text: Bài giảng Hóa phân tích - Chương 1: Đại cương về hóa phân tích

1. ĐẠI CƢƠNG VỀ HĨA PHÂN TÍCH Slide 1 Hĩa học phân tích (Analytical Chemistry) Là một chuyên ngành Hĩa học đề cập đến quá trình tách, định tính và xác định các thành phần cĩ trong mẫu thử. Hĩa học phân tích nghiên cứu, cải tiến các kỹ thuật đo lƣờng thành phần hĩa học của những nguyên, vật liệu tự nhiên và nhân tạo. Slide 2 Hĩa học phân tích cĩ thể đƣợc chia thành 2 phạm vi phân tích: + Phân tích định tính: Nhận biết những thành phần nào hiện diện trong mẫu thử. + Phân tích định lượng: xác định chính xác hàm lƣợng của các thành phần hiện diện trong mẫu thử. Slide 3 1
2. Cĩ những phƣơng pháp dùng để định tính sơ bộ và những phƣơng pháp khác dùng để định lƣợng các thành phần hiện diện trong mẫu thử. Nhiều phƣơng pháp vừa dùng để định tính vừa dùng để định lƣợng. Slide 4 Cơng việc của Nhà hĩa học phân tích: - Nghiên cứu các biện pháp nhằm gia tăng độ tin cậy của các phƣơng pháp phân tích hiện cĩ nhằm đáp ứng tốt hơn những yêu cầu về đo lƣờng hĩa học. - Hiệu chỉnh các phƣơng pháp phân tích cho phù hợp với những vật liệu mới. - Nghiên cứu ứng dụng những pp đo lƣờng mới. Slide 5 Slide 6 2
3. Y học: Các kết quả phân tích từ phịng xét nghiệm giúp chuẩn đốn tình trạng bệnh lý của ngƣời bệnh. Cơng nghiệp: Kiểm tra chất lƣợng nguyên liệu đầu vào, bán thành phẩm và thành phẩm. Vd: Kiểm tra chất lƣợng các sản phẩm gia dụng, xăng dầu, sơn, dƣợc phẩm trƣớc khi đƣa ra thị trƣờng. Slide 7 Mơi trường: Phân tích nƣớc thải, khí thải, chất thải rắn nhằm đảm bảo chất lƣợng mơi trƣờng sống của chúng ta. Thực phẩm: Phân tích các thành phần đa lƣợng trong thực phẩm: Protein, Carbohydrate và các vi lƣợng: Vitamin, Khống giúp xác định giá trị dinh dƣỡng của thực phẩm và tính tốn năng lƣợng của thực phẩm. Slide 8 + PP trọng lượng (Gravimetry): Dựa trên việc đo khối lƣợng. + PP Chuẩn độ (Titrymetry): Dựa trên việc đo thể tích. + PP điện hĩa (Electrochemical): Dựa trên việc đo điện thế, dịng điện, điện trở, điện tích Slide 9 3
4. + PP phổ (Spectral methods): Tƣơng tác giữa chất phân tích với nguồn bức xạ. + PP sắc ký (Chromatography): Quá trình tách các chất dựa vào tƣơng tác của chúng với 2 pha khác nhau + Chemometrics: Xử lý thống kê dữ liệu phân tích. Slide 10 Trong mơn học này, chúng ta tập trung vào những pp xác định hàm lƣợng của các “thành phần hĩa học” hiện diện trong mẫu. Cần phải nắm đƣợc các bƣớc chính khi tiến hành phân tích định lƣợng. Các bƣớc này đảm bảo cho pp áp dụng đạt đƣợc độ chính xác và kết quả tin cậy. Slide 11 Thành phần hĩa học bao gồm: 1.Thành phần nguyên tố hĩa học 2.Thành phần nguyên tố đồng vị 3.Thành phần từng loại đồng phân 4.Thành phần phân tử 5.Thành phần cấu trúc phân tử và ion Slide 12 4
5. 6.Thành phần nhĩm chức và gốc tự do 7.Thành phần khống vật 8.Thành phần pha Giữa “thành phần” và “tính chất hĩa lý” cĩ mối liên hệ ràng buộc với nhau. Xu hƣớng hiện nay là thay thế việc đo hàm lƣợng bằng đo chỉ số hĩa lý. Phép xác định “hàm lƣợng” hoặc “chỉ số hĩa lý” đƣợc gọi chung là xác định một “chỉ tiêu phân tích”. Slide 13 1.Xác định mục đích, thơng tin cần thiết, mức độ chính xác của kết quả, những ràng buộc pháp lý đối pp chọn lựa. 2.Chọn lựa phƣơng pháp tốt nhất để phân tích. 3.Lấy mẫu: các bƣớc lấy mẫu phải đƣợc tiến hành sao cho kết quả phân tích phản ánh đƣợc hàm lƣợng trung bình của các thành phần. Slide 14 1.Xác định mục đích, thơng tin cần thiết, mức độ chính xác của kết quả, những ràng buộc pháp lý đối pp chọn lựa. 2.Chọn lựa phƣơng pháp tốt nhất để phân tích. 3.Lấy mẫu: các bƣớc lấy mẫu phải đƣợc tiến hành sao cho kết quả phân tích phản ánh đƣợc hàm lƣợng trung bình của các thành phần. Slide 15 5
6. 4.Chuẩn bị mẫu: đây là cơng đoạn quan trọng hơn cả cơng đoạn đo mẫu. 5.Phân tích mẫu. 6.Đánh giá kết quả phân tích. Slide 16 Phải chuyển mẫu thành dạng phù hợp với phƣơng pháp mà ta tiến hành phân tích. Quá trình này cĩ thể bao gồm: Sấy khơ mẫu đến khối lƣợng khơng đổi Hịa tan mẫu Loại trừ hoặc “che” các yếu tố ảnh hƣởng Chuyển chất cần phân tích sang dạng đơn giản Slide 17 I. Các khái niệm về nồng độ: 1. Nồng độ phần trăm: Là số gam chất tan cĩ trong 100 g dung dịch (% w/w) Hoặc: Là số gam chất tan cĩ trong 100 ml dung dịch (% w/v) Slide 18 6
7. 2. Nồng độ mol (CM): Là số mol chất tan cĩ trong 1 lít dung dịch. A nmAA CM = = V(lít) MA .V(lít) Slide 19 Mối liên hệ giữa nồng độ mol và nồng độ C% A 10*C%*d C=M MA Slide 20 3. Nồng độ đương lượng (N): Khái niệm: Số đƣơng lƣợng (z): Là số proton H+ hoặc số electron (e-) của một chất trao đổi trong một phản ứng hĩa học. Ví dụ: NaOH + HCl NaCl + H2O z = 1 z = 1 Slide 21 7
8. Ví dụ: Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2 z = 2 z = 1 - 2+ + 2+ 3+ MnO4 + 5Fe + 8H Mn + 5Fe + 4H2O z = 5 z = 1 Đƣơng lƣợng gam: Đ M Đ= A A z mA Số đƣơng lƣợng gam (nĐ): n=Đ ĐA Slide 22 Nồng độ đương lượng (N): Là số đƣơng lƣợng gam chất tan cĩ trong 1 lít dung dịch. nĐAA m m NAM = = =z* =z*C V (lít) ĐAA .V M .V Slide 23 Tính tốn pha chế dung dịch Pha từ chất rắn: Pha từ chất lỏng: C *V(ml)*M 10*C%*d m=M C=đđ cân 10*P% M M N*V(ml)*Đ 10*C%*d m= N=đđ cân 10*P% Đ N *V V=đđ fa fa Nđđ Slide 24 8
9. 4. Độ chuẩn: TA Là số gam A cĩ trong 1 ml dung dịch Ví dụ: TNaOH = 0,0040 cĩ 0,0040 g NaOH trong 1 ml dung dịch. Slide 25 5. Độ chuẩn theo chất xác định: TA/B Là số gam chất B tƣơng đƣơng hĩa học với 1 ml dung dịch A. Ví dụ: THCl/CaO = 0,0056 1 ml dung dịch HCl tác dụng hết với 0,0056 gam CaO. Slide 26 Mối liên hệ giữa NA và TA/B T*A/B 1000 N=A ĐB Slide 27 9
10. Chuẩn độ: Lấy Vxđ (ml) Dùng dung Tính Erlen, dịch R đã tốn thêm biết cx n.độ kết thuốc cho phản quả. thử, chỉ ứng với dd thị xác định X. mcân dd (Vđm) Slide 28 Cân bằng hĩa học – Định luật tác dụng khối lượng aA bB  dD + eE [D]de [E] K [A]ab [B] Slide 29 Ý nghĩa hằng số K: - Dựa vào K cĩ thể biết được phản ứng đã chọn diễn ra tới mức độ nào. K lớn, phản ứng thuận chiếm ưu thế và ngược lại. - Dựa vào K ta tính được nồng độ cân bằng của các cấu tử trong hệ phản ứng. Slide 30 10
11. Định luật đƣơng lƣợng Trong một phản ứng hĩa học, các chất phản ứng hồn tồn với nhau thì tương đương nhau về mặt đương lượng aA bB  dD + eE mmAB ĐĐAB Slide 31 2. Các khái niệm cơ bản Dung dịch chuẩn: Dung dịch R đã biết chính xác nồng độ gọi là dung dịch chuẩn. Chất xác định: chất X cần xác định nồng độ gọi là chất xác định. Slide 32 CÁC DỤNG CỤ THIẾT BỊ THƠNG DỤNG Becher Slide 33 11
12. Slide 34 Slide 35 Slide 36 12
13. đúng Slide 37 Slide 38 Slide 39 13
14. Slide 40 Slide 41 14