Chuẩn độ acid - base: nguyên tắc, chỉ thị, công thức CaVa = CbVb, các bước thực hiện và bài tập có đáp án
Chuẩn độ acid - base là phương pháp xác định nồng độ một dung dịch acid hoặc base bằng dung dịch chuẩn có nồng độ đã biết. Dụng cụ, chỉ thị phenolphthalein, điểm tương đương, công thức tính, ví dụ chuẩn độ HCl, giấm ăn và bài tập có đáp án.
Chuẩn độ acid - base là gì?
Chuẩn độ acid - base là phương pháp xác định nồng độ chưa biết của một dung dịch acid (hoặc base) bằng cách cho dung dịch base (hoặc acid) có nồng độ đã biết, gọi là dung dịch chuẩn, phản ứng vừa đủ với nó. Điểm phản ứng vừa đủ gọi là điểm tương đương.
Dụng cụ và chỉ thị
- Burette chứa dung dịch chuẩn, pipette hoặc ống đong lấy chính xác thể tích dung dịch cần chuẩn độ, bình tam giác, giá đỡ.
- Chỉ thị đổi màu gần điểm tương đương: phenolphthalein (không màu trong acid, hồng trong base) hoặc methyl orange.
- Điểm cuối chuẩn độ là lúc chỉ thị đổi màu bền vững, xấp xỉ điểm tương đương.
Các bước chuẩn độ
- Rửa burette bằng dung dịch chuẩn, cho đầy dung dịch chuẩn, ghi thể tích ban đầu.
- Dùng pipette lấy chính xác thể tích dung dịch cần xác định cho vào bình tam giác, thêm vài giọt chỉ thị.
- Mở khóa burette nhỏ từng giọt, lắc đều đến khi chỉ thị đổi màu bền vững.
- Ghi thể tích dung dịch chuẩn đã dùng, lặp lại $2$–$3$ lần lấy kết quả trung bình.
Với acid và base cùng phản ứng theo tỉ lệ $1:1$ ($\ce{H+ + OH- -> H2O}$):
$$C_a V_a = C_b V_b$$
Ví dụ
Ví dụ 1
Chuẩn độ $10$ mL dung dịch $\ce{HCl}$ bằng $\ce{NaOH}$ $0{,}1$ M, hết $12{,}5$ mL. Tính nồng độ $\ce{HCl}$.
$C_a = 0{,}1 \cdot 12{,}5 : 10 = 0{,}125$ M.
Ví dụ 2
Chuẩn độ $20$ mL $\ce{H2SO4}$ bằng $\ce{NaOH}$ $0{,}2$ M hết $16$ mL. Tính nồng độ $\ce{H2SO4}$.
$n_{\ce{NaOH}} = 0{,}0032$ mol nên $n_{\ce{H2SO4}} = 0{,}0016$ mol, $C = 0{,}0016 : 0{,}02 = 0{,}08$ M.
Ví dụ 3
Lấy $5$ mL giấm ăn, chuẩn độ bằng $\ce{NaOH}$ $0{,}1$ M hết $25$ mL. Tính nồng độ $\ce{CH3COOH}$ trong giấm.
$n_{\ce{CH3COOH}} = 0{,}1 \cdot 0{,}025 = 0{,}0025$ mol, $C = 0{,}0025 : 0{,}005 = 0{,}5$ M.
Xem bài: Thuyết acid - base Brønsted - Lowry
Những lỗi thường gặp
Bài tập thực hành
- Nêu mục đích của chuẩn độ acid - base.
- Chuẩn độ $20$ mL dung dịch $\ce{NaOH}$ bằng $\ce{HCl}$ $0{,}1$ M, hết $15$ mL. Tính nồng độ $\ce{NaOH}$.
- Chuẩn độ $10$ mL $\ce{HCl}$ bằng $\ce{Ba(OH)2}$ $0{,}05$ M hết $10$ mL. Tính nồng độ $\ce{HCl}$.
- Vì sao phải tráng burette bằng dung dịch chuẩn?
- Dùng chỉ thị phenolphthalein, màu thay đổi thế nào khi chuẩn độ acid bằng base?
Đáp án
- Xác định nồng độ chưa biết của dung dịch acid hoặc base.
- $C_b = 0{,}1 \cdot 15 : 20 = 0{,}075$ M.
- $n_{\ce{OH-}} = 2 \cdot 0{,}05 \cdot 0{,}01 = 0{,}001$ mol nên $n_{\ce{HCl}} = 0{,}001$ mol, $C = 0{,}1$ M.
- Để tránh dung dịch chuẩn bị pha loãng bởi nước còn sót lại.
- Từ không màu chuyển sang hồng nhạt bền khi vừa quá điểm tương đương.
Tổng kết
Bài học liên quan
Bài trước: Thuyết acid – base Brønsted – Lowry
Xem tất cả bài học chủ điểm Cân bằng hóa học
Câu hỏi thường gặp
Chuẩn độ acid - base là gì?
Là phương pháp xác định nồng độ dung dịch bằng dung dịch chuẩn phản ứng vừa đủ.
Điểm tương đương là gì?
Là thời điểm acid và base phản ứng vừa đủ với nhau.
Chỉ thị thường dùng?
Phenolphthalein hoặc methyl orange.
Công thức chuẩn độ cơ bản?
$C_aV_a = C_bV_b$ khi phản ứng theo tỉ lệ $1:1$.