Chemistry Labs
THPT · 15 phút

Chuẩn độ pH-mét và vùng đệm

Chuẩn độ axit axetic bằng NaOH và quan sát đường cong phẳng đi ở nơi cặp CHX3COOH/CHX3COOX−\ce{CH3COOH/CH3COO^-} đệm pH — tại nửa điểm tương đương pH = pKa.

Đường chuẩn độ pH của axit yếu: đầu thoai thoải, bình nguyên đệm phẳng, bước nhảy dốc ở tương đương.

Mục tiêu

Xác định vùng đệm và đọc pKa của axit axetic tại điểm nửa tương đương (pH ≈ 4,76); giải thích vì sao độ dốc nhỏ nhất ở đó.

Dụng cụ và hoá chất

Cốc đựng axit axetic 0,1 mol/L, buret chứa NaOH 0,1 mol/L, pH-mét đã hiệu chuẩn với điện cực thuỷ tinh, máy khuấy từ.

Cách làm

  1. Chọn kiểu axit yếu (acid = 1) với C = 0,1 mol/L.
  2. Tăng Vb từng bước và ghi pH; đánh dấu nơi đường cong phẳng nhất — vùng đệm.
  3. Tìm thể tích tương đương Ve ở bước nhảy dốc nhất, rồi đặt Vb = Ve/2 và đọc pH: đó là pKa.
  4. So sánh pH ban đầu và pH tương đương (>7) với phép chuẩn độ axit mạnh (acid = 0).

Điều cần quan sát

  • Đường cong bắt đầu cao hơn axit mạnh và đi qua bình nguyên gần phẳng có tâm ở pH ≈ pKa trước khi nhảy dốc qua điểm tương đương lên pH ≈ 12–13.
  • Tại Vb = Ve/2 axit và bazơ liên hợp có lượng bằng nhau và pH ≈ 4,76, chính là pKa của axit axetic; tại điểm tương đương dung dịch có tính bazơ vì CHX3COOX−\ce{CH3COO^-} là bazơ yếu.

Giải thích

Khi thêm NaOH, CHX3COOH\ce{CH3COOH} chuyển thành CHX3COOX−\ce{CH3COO^-}. Khi lượng hai dạng tương đương nhau, hệ thức Henderson–Hasselbalch pH=pKa+log⁡[CHX3COOX−][CHX3COOH]\mathrm{pH}=\mathrm{p}K_a+\log\frac{[\ce{CH3COO^-}]}{[\ce{CH3COOH}]} giữ pH gần như không đổi — vùng đệm — và tại nửa điểm trung hoà pH = pKa. Tại điểm tương đương chỉ còn CHX3COOX−\ce{CH3COO^-} nên dung dịch có tính bazơ.

Lịch sử thí nghiệm

Thang pH do Søren Sørensen định nghĩa năm 1909 tại phòng thí nghiệm nhà máy bia Carlsberg; điện cực thuỷ tinh đưa chuẩn độ pH-mét thành thao tác thường quy. Vùng đệm chính là hoá học giữ máu gần pH 7,4 nhờ cặp HX2COX3/HCOX3X−\ce{H2CO3/HCO3^-}.

Nhà hoá học liên quan

Chủ đề liên quan

Thí nghiệm ảo: một mô hình đơn giản hoá để xây dựng trực giác. Nó không thay thế thực hành thật và huấn luyện an toàn; không tự làm lại tại nhà khi không có người hướng dẫn.