Dung dịch KMnO4 trong môi trường nào thì mn 7 e → mn 6
Khi đun nóng, etylbenzen tác dụng với dung dịch thuốc tím trong môi trường axit theo phản ứng: Khi hệ số của etylbe?Khi đun nóng, etylbenzen tác dụng với dung dịch thuốc tím trong môi trường axit theo phản ứng:
 A. 2,0. B. 2,4. C. 1,6. D. 3,6.
Đáp án B Bước đầu tiên, cần hoàn thành phương trình phản ứng với đầy đủ các chất và hệ số: Nhận xét: Ngoài việc viết đầy đủ phản ứng như trên, các bạn vẫn có thể giải quyết bài toán bằng việc áp dụng định luật bảo toàn moi electron và bảo toàn nguyên tố: Áp dụng định luật bào toàn mol electron, ta có:
Phương pháp chuẩn độ pemanganat - Trong môi trường axit mạnh MnO4- bị khử về Mn2+: MnO4- + 5e + 8H+ à Mn2+ + 4H2O Ví dụ: MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ à Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O - Trong môi trường axit yếu, trung tính hay kiềm thì MnO4- chỉ bị khử tới MnO2. MnO4- + 3e + 4H+ à MnO2↓ + 2H2O Eo = 1,67V MnO4- + 3e + 2H2O à MnO2↓ + 4OH- Eo = 0,57V Có thể giải thích khả năng oxy hóa khác nhau của MnO4- trong môi trường axit và môi trường kiềm bằng sơ đồ chuyển hóa giữa MnO2 và ion Mn2+ như sau: MnO2 + 2e + 4H+ à Mn2+ + 2H2O (*) Trong môi trường axit, cân bằng (*) sẽ chuyển dịch về phía phải tạo thành Mn2+. Như vậy, có thể coi rằng trong môi trường axit MnO4- trước tiên bị khử thành MnO2 sau đó vì nồng độ ion H+ trong dung dịch cao nên lập tức MnO2 bị khử tiếp xuống Mn2+. Trong môi trường trung tính hay kiềm thì MnO4- bị khử tới MnO2 và không bị khử tiếp nữa vì trong môi trường này cân bằng (*) chuyển dịch sang trái, tạo thành MnO2. Như vậy, khả năng oxy hóa của MnO4- trong môi trường axit lớn hơn rất nhiều so với môi trường kiềm. Hơn nữa trong môi trường axit, sản phẩm bị khử là Mn2+ không màu, nên chính KMnO4 cũng là chất chỉ thị cho quá trình chuẩn độ, vì sau điểm tương đương 1 giọt dung dịch KMnO4 dư cũng đủ làm cho dung dịch chuyển từ không màu sang màu hồng. Trong khi đó nếu tiến hành chuẩn độ trong môi trường kiềm hoặc trung tính hay axit yếu thì sản phẩm khử là MnO2 là chất kết tủa màu nâu sẫm, ảnh hưởng đến việc xác định điểm cuối của quá trình chuẩn độ. Vì vậy trong thực tế người ta chỉ dùng phương pháp pemanganat để chuẩn độ các chất khử trong môi trường axit mạnh. Để điều chỉnh môi trường axit, dùng H2SO4 chứ không dùng HCl (vì Cl- khử được MnO4- và biến thành Cl2) và cũng không dùng HNO3 vì HNO3 là chất oxy hóa mạnh nó sẽ oxy hóa chất khử làm chuẩn độ sẽ sai. Kali pemanganat (KMnO4) không phải là chất gốc vì nó thường không tinh khiết, bao giờ cũng chứa tạp chất là sản phẩm khử MnO2. Ngoài ra KMnO4 là chất oxy hóa mạnh dễ bị khử bởi các chất hữu cơ có lẫn trong nước, trong bụi không khí, bị phân hủy bởi ánh sáng… Do đó dung dịch KMnO4 pha xong phải đựng trong lọ có màu nâu, đậy kín và để yên một thời gian mới được dùng, trước khi dùng phải xác định lại nồng độ bằng dung dịch chuẩn là axit oxalic. Dùng phương pháp pemanganat có thể xác định được nhiều chất vô cơ và hữu cơ khác nhau bằng cách chuẩn độ khác nhau. * Các chất khử: các kim loại (Fe, Ag, Bi, Cd, Zn, …) các phi kim (Sb, As, P…) các ion hóa trị thấp có khả năng cho hợp chất của nguyên tố ở hóa trị cao (Fe2+, Cr2+, Mn2+, Sn2+, Cu2+, Ti3+, As(III)…) ion phi kim như Cl-, Br-, I-, S2-… các chất là những ion phức tạp (SO32-, S2O32-, TeO32-, SCN-, CN-, NO2-, [Fe(CN)6]4-), các axit poli và oxycacboxylic (H2C2O4, HOOC-CH2-COOH, …), các anđehyt, các axit fomic, uric, ascobic, sunfonic, đường, poliphenol, các hợp chất không no và nhiều sản phẩm khác. * Các chất oxy hóa: Fe3+, Ce(IV), U(VI), Mo(VI), W(VI), Cr(VI), MnO2, PbO2, NO3-, BrO3-, ClO3-, IO3-… Phương pháp pemanganat có các ưu điểm sau: - Không phải dùng chất chỉ thị. - Pemanganat có thế oxy hóa khử cao Eo = 1,51V nên có thể xác định được nhiều chất khi chúng không xác định được bằng các chất oxy hóa yếu. - Pemanganat dễ kiếm, rẻ tiền, dùng KMnO4 có thể chuẩn độ được cả những chất không có tính oxy hóa khử, ví dụ xác định được Ca2+ bằng kết tủa với oxalat sau đó chuẩn độ lượng chất khử dư hoặc hòa tan kết tủa sẽ tính được lượng canxi, xác định anhiđric axetic dựa trên phản ứng của nó với axit oxalic (a) sau đó chuẩn lượng dư axit oxalic bằng KMnO4 (b). (CH3CO)2 + nH2C2O4 → 2CH3COOH + CO2 + CO + (n-1)H2C2O4 (a) H2C2O4 (dư) à 2CO2↑ + 2H+ (b) Page 2- Thêm 10-3 mol HCl hoặc 10-3 mol NaOH nguyên chất vào 1 lít nước. - Thêm 10-3 mol HCl hoặc 10-3 mol NaOH nguyên chất vào 1 lít dung dịch hỗn hợp CH3COOH 0,1M và CH3COONa 0,1M. - Thêm 1 lít nước vào 1 lít dung dịch hỗn hợp CH3COOH 0,1M và CH3COONa 0,1M. Trước khi thêm axit, bazơ: + 1 lít nước có pH = 7 + 1 lít dung dịch CH3COOH 0,1M và CH3COONa 0,1M có pH = 4,75 Sau khi thêm axit, bazơ: + Thêm 10-3 mol HCl vào 1 lít nước: dung dịch đơn axit, Ca = 10-3M pH = - lgCa = - lg10-3 = 3 + Thêm 10-3 mol HCl vào 1 lít dung dịch CH3COOH 0,1M và CH3COONa 0,1M : pH = = 4,74 + Thêm 10-3 mol NaOH vào 1 lít nước: dung dịch đơn bazơ, Cb = 10-3M pOH = - lgCb = - lg10-3 = 3 , pH = 14 – pOH = 11 + Thêm 10-3 mol NaOH vào 1 lít dung dịch CH3COOH 0,1M và CH3COONa 0,1M :pH = 4,76 Khi thêm 1 lít H2O vào 1 lít dung dịch CH3COOH 0,1M và CH3COONa 0,1M thì: pH = 4,75 * Kết luận: dung dịch hỗn hợp axit axetic và natri axetat có pH hầu như không đổi khi thêm một lượng nhỏ axit, bazơ hoặc pha loãng. Dung dịch đệm: là dung dịch giữ được pH hầu như không đổi khi thêm một lượng axit mạnh hay bazơ mạnh hoặc pha loãng. Thành phần của dung dịch đệm là hỗn hợp của axit yếu và bazơ liên hợp hoặc bazơ yếu và axit liên hợp. pH của dung dịch đệm phụ thuộc vào bản chất của hỗn hợp (pKa) và nồng độ của các dạng (). * Các loại dung dịch đệm hay sử dụng: Trong hóa phân tích, các phản ứng hóa học nhiều khi đòi hỏi giá trị pH xác định, trước khi tiến hành phản ứng, người ta thêm dung dịch đệm vào để tạo môi trường pH thích hợp. Các dung dịch đệm thường dùng là: - Đệm fomiat: HCOOH 0,1M và HCOONa 0,1M có pH = 3,22 - Đệm axetat: CH3COOH 0,1M và CH3COONa 0,1M có pH = 4,75 - Để có môi trường trung tính: NaH2PO4 0,1M và Na2HPO4 0,1M có pH = 7,2 - Đệm amoni: NH4OH 0,1M và NH4Cl 0,1M có pH = 9,25 Đệm dung Khả năng đệm được xác định bằng một đại lượng gọi là dung lượng đệm hoặc đệm dung. Đệm dung của một dung dịch được tính bằng số mol axit mạnh hay bazơ mạnh cần thêm vào 1 lít dung dịch đệm để pH của nó thay đổi 1 đơn vị. Ứng dụng của dung dịch đệm a) Trong phân tích định tính: - Tách Ba2+, Pb2+ ra khỏi hỗn hợp Ba2+, Pb2+, Sr2+ và Ca2+ ở dạng cromat. Người ta thấy rằng: ở pH = 5, BaCrO4, PbCrO4 kết tủa hoàn toàn. pH > 5, SrCrO4 bắt đầu kết tủa; pH < 5, BaCrO4, PbCrO4 bắt đầu tan. Do đó để tách Ba2+, Pb2+ ở dạng cromat ta dùng hỗn hợp đệm axetat có Ca/Cb= 1 thì sẽ được môi trường có pH ≈ 5. - Phát hiện ion bằng phản ứng đặc trưng Tìm Ni2+ bằng đimetylglyoxym, phản ứng chỉ xảy ra ở pH ≈ 9 do đó ta dùng đệm amoni. Tìm Al3+ bằng alizarin S tạo muối nội phức alizarinat Al ở pH ≈ 9 dùng hỗn hợp đệm amoni. b) Trong phân tích định lượng - Trong phương pháp iot xác định nồng độ AsO32- dựa vào phản ứng: I2 + AsO32- + H2O --> 2I- + AsO43- + 2H+ Chỉ xảy ra ở pH ≈ 7, ta có thể dùng đệm cacbonat. - Trong phương pháp complexon: dựa vào phản ứng tạo complexon – là phản ứng tạo muối nội phức giữa complexon với ion kim loại cần xác định – và dựa vào phản ứng tạo muối nội phức giữa thuốc thử hữu cơ là chất chỉ thị kim loại và ion kim loại cần xác định. Cả 2 phản ứng này chỉ xảy ra tốt ở pH nhất định, do đó phải dùng những hỗn hợp đệm thích hợp. Ngoài ra còn rất nhiều trường hợp trong các phương pháp định lượng khác nhau: phương pháp trắc quang, phương pháp cực phổ… cũng cần dùng hỗn hợp đệm. Ngoài ra dung dịch đệm còn có vai trò rất to lớn trong đời sống và trong khoa học kĩ thuật. Các dịch của cơ thể người có giá trị pH xác định, để thực hiện chức năng sinh lí của nó vì vậy trị số pH chỉ được phép dao động trong một khoảng rất hẹp. Ví dụ: dịch dạ dày có pH từ 1,6 đến 1,8. Máu có pH từ 7,35 đến 7,45. Nếu pH của máu thấp hơn 7 hay cao hơn 7,8 ta sẽ chết. Trong cơ thể động vật, hai hệ đệm H2CO3 + Na2CO3 và NaH2Po4 + Na2HPO4 có nhiệm vụ duy trì pH không biến đổi. Các men tiêu hóa thức ăn hoạt động mạnh nhất ở pH xác định. Nhiều phản ứng hóa học, phản ứng sinh hóa được tiến hành ở pH xác định nhờ dung dịch đệm. Page 3Page 4 |
