Dùng thuốc thử Fise chuẩn độ trong điều kiện không tính đến ảnh hưởng của độ ẩm không khí.

Khi cần phân tích chính xác đặc biệt, cũng như khi xác định nước trong các chất hút ẩm và các chất đã được sấy đều phải lấy mẫu và dung môi vào cốc mà không khí đã được kiểm tra hoặc tạo quá áp cho thuốc thử lỏng bằng nitơ khô trong bình cầu chuẩn độ.

Khi chuẩn độ bằng mắt, độ nhậy của phép xác định đạt tối đa nếu dung dịch thử trong và không màu. Trong dung dịch màu hoặc dung dịch có chất không tan, dùng máy điện thế để xác định điểm tương đương.

Chủ yếu dùng dung môi là metanola. Cho phép dùng dioxan, etylenglucola, clorofooc, dimetylfocmamit ( khi dùng thuốc thử Fise dạng thay thế ), metylxenluloz piridin và các dung môi khác.

Tất cả các dung môi đem dùng đều làm sạch nước tuyệt đối, khi cần mới đưa vào hệ số hiệu chỉnh về hàm lượng nước trong dung môi.

Các chất khó tan trong metanola, phải dùng metanola thấm ướt kỹ, nghiền nhỏ sơ bộ, sau đó mới lắc với metanola trong 5-10 phút và chuẩn độ dưới dạng huyền phù.

 Trong những chất tham gia phản ứng với thuốc thử Fise, việc xác định nước phải tiến hành sau khi thụ động hoá hoá học các chất đó ( chủ yếu là sau khi trộn với piridin hoặc hỗn hợp piridin và metanola với tỷ lệ 3:1) hoặc nước cất ra dưới dạng hỗn hợp đẳng sôi với dung môi thông thường( xem hình 1).

Để xác định nước trong các hợp chát cacbonyl và axit mạnh phải dùng thuốc thử Fise có thành phần thay đổi ( kiến nghị dùng cho việc chuẩn độ điện thế phải xem phụ lục 1.8)

Cho phép xác định hàm lượng nước trong thuốc thử vô cơ và hữu cơ với dung dịch iot-axetat( cách chuẩn bị xem phụ lục 1.9 ).

...

...

...

Tuỳ vào phương pháp dùng để thử mà thiết lập độ chuẩn của thuốc thử Fise bằng phương pháp nhìn mắt hoặc phương pháp điện thế, sau 24 giờ kể từ khi chuẩn bị.

Cứ sau 2-3 ngày đêm lại thiết lập độ chuẩn của thuốc thử đối với thuốc thử đặc biệt chính xác và khi nhiệt độ, độ ẩm không khí giao động mạnh, phải thiết lập độ chuẩn hàng ngày.

Thiết lập độ chuẩn của thuốc thử Fise bằng một trong những phương pháp dưới đây:

a) Thiết lập độ chuẩn của thuốc thử Fise theo lượng cân của nước

Cho 2 ml metanola vào bình cầu khô dung tích 50-100 ml, thêm thuốc thử Fise cho đến lúc xuất hiện màu đỏ gạch, sau đó dùng ống nhỏ với dung tích 5-10 ml đã cân trước với độ chính xác đến 0,0002 g, nhỏ vào bình cầu để chuẩn độ một giọt nước ( 0,01-0,04 g), lại cân ống nhỏ giọt với độ chính xác như trên và xác định khối lượng giọt nước theo hiệu số khôí lượng hai lần cân.

Lắc đều dung dịch trong bình, dùng thuốc thử Fise để chuẩn độ cho đến lúc xuất hiện màu đỏ gạch.

Độ chuẩn của thuốc thử Fise ( T) là lượng nước tính bằng g tương ứng với 1 ml thuốc thử F ise, tính theo công thức:

trong đó:

...

...

...

V-thể tích thuốc thử Fise tiêu tốn khi chuẩn độ, tính bằng ml.

b) Thiết lập độ chuẩn của thuốc thử Fise theo dung dịch tiêu chuẩn pha trong metanola

Cho 10 ml dung dịch nước tiêu chuẩn pha trong metanola đã giữ sơ bộ trong máy điều nhiệt có nhiệt độ 200C vào bình khô dung tích 50-100 ml. Dùng thuốc thử Fise chuẩn cho đến lúc xuất hiện màu đỏ gạch.

Đồng thời chuẩn 10 ml metanola dùng để chuẩn bị dung dịch tiêu chuẩn của nước cũng đã đặt trong maý điều nhiệt có nhiệt độ 200 C.

Độ chuẩn của thuốc thử Fise (T ) tính bằng g/ml theo công thức :

trong đó:

G-lượng cân của nước lấy để chuẩn bị dung dịch nước tiêu chuẩn pha trong metanola, tính bằng g;

V- Thể tích thuốc thử Fise tiêu tốn trong phép chuẩn độ 10 ml dung dịch nước tiêu chuẩn, tính bằng ml

...

...

...

c)- Thiết lập độ chuẩn của thuốc thử Fise theo tinh thể ngậm nước

Cho 5-10 ml metanola vào bình khô, dung tích 50-100 ml.Thêm thuốc thử Fise đến màu đỏ gạch. Sau đó , cho vào bình 0,05 –0,1 g natri axetat đã cân với độ chính xác đến 0,0002 g hoặc natri tactrat trung tính đã được nghiền sơ bộ, lắc đều. Dùng thuốc thử Fise chuẩn cho đến lúc có mầu đỏ gạch.

Độ chuẩn của thuốc thử Fise ( T) tính bằng g/ml theo công thức:

trong đó:

G-lượng cân của tinh thể ngậm nước, tính bằng g;

V-thể tích thuốc thử Fise tiêu tốn trong phép chuẩn lượng cân tinh thể ngậm nước, tính bằng ml

K-lượng tinh thể ngậm nước ( 2,52-đối với natri axetat và 6,39 -đối với natri tactrat trung tính ) tương ứng với 1 g nước

2.4 Tiến hành thử

...

...

...

2.4.1 Chuẩn bị thử

Dụng cụ để chuẩn độ bằng mắt cho trên hình 2.

Cho thuốc thử F ise đựng trong bình sơn màu đen vào buret. Lúc đó mở khoá để cho chất lỏng tự chảy vào buret. Khi đó không khí đi vào thiết bị là không khí được chất sấy trong ống hấp thụ làm mất nước, cũng như không khí trong bình chisencô đựng axit sunfuric đậm đặc và đựng thuốc thuốc thử Fise đều làm khô. Sau khi cho thuốc thử vào buret phải bieets chắc chảy hết thuốc thwr vào bình.

Bầu buret đựng thuốc thwr F ise được cách ly với hơi ẩm trong không khí nhờ ống hấp thụ đựng magie pecloric [Mg ( Cl O4)2] và chỉ thị sílicagen. Mức chất lỏng trong buret được đánh dấu theo viền trên của mặt khum.

2.4.2. Tiến hành thử

Phương pháp 1

Cho 2-10 ml metanola vào bình nón khô, đậy nút có lắp phía cuối buret vào, thêm từng giọt thuốc thử Fise vào, đồng thời quay tròn bình hoặc dùng máy khuấy từ tính khuấy cho đến lúc xuất hiện màu đỏ gạch. Sau đó, cho lượng cân của chất pha chế cần thử vào bình cầu, dùng thuốc thử F ise chuẩn cho đến lúc có màu đỏ gạch trở lại. Để lấy số liệu tính toán chỉ ghi thể tích thuốc thử Fise tiêu tốn trong khi chuẩn chất pha chế đem thử.

Phương pháp 2

Cho 2-10 ml metanola vào bình nón khô, cho lượng cân thuốc thử vào, dùng nút cắm phía cuối buret vào để đậy lại. Vừa lắc vừa dùng thuốc thử Fise để chuẩn độ cho đến lúc xuất hiện màu đỏ gạch. Đông thời cũng chuẩn một lượng metanola lấy để hoà tan lượng cân chất pha chế và xác định hệ số hiệu chỉnh.

...

...

...

Đối với những chất không đòi hỏi lắc sơ bộ với dung môi, cho lượng cân chất pha chế đem thử vào bình nón khô, dùng nút có cắm phần cuối buret vào đó đậy lại. Dùng thuốc thử Fise chuẩn chi đến lúc xuất hiện mầu đỏ gạch.

b.Chuẩn độ điện thế

 2.4.3. Chuẩn bị thử

 Thiết lập độ chuẩn khi chuẩn độ điện thế theo điều 2.3.2.

Dụng cụ để chuẩn độ điện thế cho trên hình vẽ 3.

Rót thuốc thử Fise qua phễu vào bầu chứa thuốc thử. Vặn khóa bên để cho chất lỏng chảy vào đầy microburet.

Bảo vệ dụng cụ không cho hơi nước của không khí lọt vào bằng cách cắm ống đựng chất hút ẩm như anhidron và chỉ thị silicagen vào chỗ thông với không khí.

Lắp sơ đồ điện để xác định điểm tương đương như đã cho trên hình vẽ 4. Trước khi bắt đầu làm việc, phải kiểm tra sơ đồ điện của dụng cụ. Muốn vậy, rửa điện cực, nâng đối vật bằng kim loại lên đầu ra của điện cực platin. Khi các điện cực được đóng kín, kim microampe kế phải giao động trong toàn bộ thang.

2.4.4 Tiến hành thử

...

...

...

Sau khi thêm thuốc thử, phải kiểm tra lại tính đúng đắn của thuốc thử. Muốn vậy, hãm máy khuấy từ lại và theo dõi đồng hồ giây, lúc đó kim của microampe kế sẽ dịch chuyển khỏi vị trí của mình và chuyển về vị trí ban đầu. Nếu giữ kim ở vị trí trước hơn 15 giây có nghĩa là dung dịch đã bị chuẩn quá.

Sau đó, cho chất pha chế vào bình chuẩn độ qua ống nối bên ( xem hình vẽ 1). Mở máy khuấy từ tính, khuấy đều hỗn hợp trong 1-2 phút và dùng thuốc thử Fise chuẩn như đã viết ở trên.

Khi kiểm tra tính đúng đắn của phép chuẩn, phải ghi lấy thể tích thuốc thử Fise tiêu tốn trong phép chuẩn chất pha chế đem thử.

2.5 Tính toán kết quả

Hàm lượng nước (X) tính bằng phần trăm theo một trong các công thức sau:

trong đó:

V-thể tích thuốc thử Fise tiêu tốn trong phép chuẩn chất đem thử, tính bằng ml;

V1- thể tích chất pha chế lấy để xác định, tính bằng ml;

...

...

...

S20- khối lượng riêng của chất pha chế đem thử, tính bằng g/cm3.

T-độ chuẩn của thuốc thử Fise, tính bằng g/ml;

 Độ nhạy của phương pháp 1.10-4 g H2O

Độ chính xác của phương pháp65 %

Các loại bình dùng để chuẩn độ: pipet (a), nút rỗng(b), các phụ tùng để cất nước ra khỏi mẫu bằng dung môi.

 3. Sấy trong máy điều nhiệt để xác định nước

3.1 Cân 1-5 g chất pha chế đem thử trong cốc rộng với độ chính xác đến 0,0002 g loại đã sấy đến khối lượng không đổi. Hơi mở nắm cốc, cho vào máy điều nhiệt ( cần phải có giá đỡ và sấy ở nhiệt độ 105-110 0C đến khối lượng không đổi.

Tuỳ thuộc vào tính chất của chất pha chế đem thử mà để nhiệt độ của máy điều nhiệt có thể khác nhau, trong tiêu chuẩn áp dụng cho từng thuốc thử tương ứng cần nêu lên những chỉ dẫn này.

Nếu không có chỉ dẫn riêng trong tiêu chuẩn áp dụng cho chất pha chế đem thử thì cân lần đầu tiên sau khi sấy được hai giờ, những lần sau cứ mỗi giờ cân một lần. Để làm nguội, đặt cốc đậy kín vào bình hút ẩm đựng canxi clorua đã nung ( hoặc một chất sấy khác) và giữ ở đó trước mỗi lần đem cân không ít hơn 30 phút).

...

...

...

trong đó:

G-lượng cân chất pha chế, tính bằng g;

G1- khối lượng cốc đựng chất pha chế trước khi sấy, tính bằng g;

G2- khối lượng cốc đựng chất pha chế sau khi sấy, tính bằng g;

Độ nhạy của phương pháp :2.10 g H2O

Độ chính xác của phương pháp :(5%

4.Phương pháp cất với dung môi hữu cơ( phương pháp Đin và Sta ) xác định hàm lượng nước

...

...

...

Dụng cụ để xác định hàm lượng nước trong sản phẩm dầu hoả, thực phẩm và các sản phẩm khác.

4.2 Tiến hành thử

Cho lượng cân chất pha chế cần thử vào bình cầu của dụng cụ, thêm 50-100 ml dung môi ( benzen, toluen hoặc xylen). Lắc cẩn thận lượng chứa trong bình cầu, thêm vào đó các mao quản dài, các mẫu sứ chưa tráng men hoặc đất sét nung để dung dịch sôi đều. Nối bình cầu với dungk cụ, đun nóng chất lỏng trên bếp điện kín hoặc bình cách cát đến sôi. Đun sôi lượng chứa nhưng không để cho dung môi ngưng tụ trong ống làm lạnh mà chảy ngược chiều với hơi chất lỏng bay lên với tốc độ 2-4 giọt trong một giây. Ngừng đun khi thấy thể tích nước trong bình thu hồi không tăng nữa và lớp phía trên dung môi trong bình thu hồi trở nên trong.

Tất cả nước cất ra phải tụ vào phần dưới bình thu hồi. Những giọt nước bắn lên thành bình thu hồi hoặc thành ống làm lạnh cần phải dùng đũa thuỷ tinh phiá cuối bọc cao su đẩy cẩn thận. Sau khi làm nguội chất lỏng trong bình thu hồi đến nhiệt độ phòng phải đánh dấu thể tích nước đã cất ra được.

 Hàm lượmg nước ( X ) tính bằng phần trăm theo công thức

trong đó:

V-lượng nước tụ lại trong bình thu hồi, tính bằng ml;

...

...

...

Để xác định nước trong những chất dễ mất nước và nhậy với việc đun nóng toluen đến nhiệt độ sôi, dùng bezen làm dung môi.

Độ nhạy của phương pháp : 3.10-2 H2O

Độ chính xác của phương pháp :(5%

PHỤ LỤC

1. Chuẩn bị thuốc thử để xác định hàm lượng nước theo phương pháp Fise.

2. Thuốc thử và dung dịch đem dùng

Anhidrrit sunfurơ dạng khí chứa trong bình

Axeton kỹ thuật

Benzen

...

...

...

N,N-dimetylfomamit

Iot

Kali hidroxit ( potat ăn da )

Canxi clorua nóng chảy

Axit sunfuric

Magiê loại một trong chén đã được cắt thành vỏ bào.

Metanola ( độc) có hàm lượng nước không hơn 0,05 %,

Natri iodua đã được sấy đến khối lượng không đổi ở 1200C.

Natri sunfat khan đã sấy đến khối lượng không đổi ở 1050C

...

...

...

Piridin tinh khiết có hàm lượng nước không hơn 0,1 %.

1.2 Chuẩn bị thuốc thử không nước

1.2.1 Chuẩn bị metanola không nước

Điều chế metanola khan bằng cách xử lý với magie metylat và sau đó đem cất.

Cho vào bình cầu đáy tròn có dung tích 1 l được lắp ống làm lạnh hồi lưu nối với ống đựng canxi clỏua 5 g magie tinh khiết, khô đã được cắt nhỏ trước, 0,5 g iot và rót 200 ml metanola qua ống sinh hàn vào bình. Lúc đó hidro sẽ bay ra mãnh liệt. Nếu hidro giải phóng ra yếu, thêm tiếp 0,5 g iot, đun nhẹ hỗn hợp trên bình cách thuỷ đến khi biến toàn bộ magie metylat dính trên thành bình dưới dạng kết tủa trắng. Sau đó cũng rót qua ống làm lạnh vào bình 6000 ml metanola nữa và đun sôi hỗn hợp trong ba mươi phút. Cất lấy metanola không nước trong thiết bị cất phân đoạn.

Thu vào bình có ống chứa canxi clorua phần sôi trong khoảng 64-65,40 C ( ở áp xuất 760 mm/ Hg ). Khi cất phải tuân theo các quy tắc bảo hiểm để tránh hơi nước trong không khí xâm nhập vào metanola.

1.3. Chuẩn bị piridin không nước.

1.3.1 Làm khan Piridin bằng phương pháp chưng cất đẳng sôi nước với nước với benzen.

Cho vào bình đáy tròn dung tích 1 l 500 ml piridin và 100 ml bezen. Lắc cẩn thận lượng chứa trong bình 5-10 phút và đem cất. Lúc cất sử dụng thiết bị cất phân đoạn chữ V. Sau đó, thu vào bình lắp ống đưng canxi clorua phần sôi ở 114- 116 0 C ( ở áp xuất 760 mm Hg).

...

...

...

Thêm vào 1 l piridin 50 g kali hidroxit và giữ trong bình đậy kín 7 ngày đêm. Sau đó, cất lấy chất lỏng bên trên kết tủa ra trên thiết bị cất phân đoạn chữ V, thu lấy phần sôi ở 114-1160 C( áp xuất 760 mm Hg) vào bình thuỷ tinh có lắp ống đựng canxi clorua.

1.4 Điều chế anhidrit sunfurơ dạng lỏng không nước.

Để sấy anhidrit sunfurơ đem cho chạy qua hai bình chisenco nối với nhau dựng axit sunfuric và cột đựng canxi clorua. Ahidrit sunfurơ ngưng tụ trong bình được làm lạnh bằng hỗn hợp cacbon dioxit rắn và axeton. Bình đựng phải lắp ống đựng canxi clorua.

1.5 Chuẩn bị iot không nước

Tán iot thành bột nhỏ, rải thành lớp mỏng trong cốc, để yên 2-3 ngày đêm trong bình hút ẩm đựng canxi clorua. Giữ iot trong bình hút ẩm đó.

1.6 Chuẩn bị dimetylfomamit không nước

Sấy dimetylfomamit trên natri khan và đem cất

1.7 Chuẩn bị thuốc thử Fise

Thành phần thuốc thử gồm:

...

...

...

Piridin –220 ml;

Iot-75 g

Anhidrit sunfurơ lỏng-33 ml (54 g).

Chuẩn bị thuốc thử Fise vào hai bình cầu riêng biệt và cất giữ một thời gian lâu.

Dung dịch 1

 Cho vào bình khô sạch làm bằng thuỷ tinh chịu nhiệt 220 ml piridin không nước, làm nguội bình bằng hỗn hợp cacbon dioxit đóng băng và axeton- cẩn thận thêm vào đó từng phần nhỏ anhidrit sunfurơ cho đến hết 33 ml, lắc đều lượng chứa trong bình. Để cho hỗn hợp có nhiệt độ phòng, sau đó rót chuyển vào bình thuỷ tinh khô có nút mài.

 Ngoài ra dung dịch 1 còn được chuẩn bị bằng cách làm bão hoà khí anhidrit sunfurơ trong piridin. Muốn vậy, lắp vào bình thuỷ tinh đựng piridin một nút có cắm hai ống thuỷ tinh: một ống dài đến đáy bình để dẫn khí anhidrit sunfurơ, ống thứ hai để dẫn khí ra. Cân bình đựng piridin, đặt bình vào băng. Khi bình đã nguội, tiến hành bão hoà khí anhidrit sunfurơ cho đến lúc đạt khối lượng 54 g.

Dung dịch 2

 Cho vào bình thuỷ tinh màu da cam ( có nút mài) 600 ml metanola, 75 g iot, đậy nút lại, lắc đều và để yên cho đến lúc iot tan hết.

...

...

...

 Thuốc thử Fise có độ chuẩn 0,001 g/m chuẩn bị bằng cách trộn các thuốc thử vừa điều chế được với metanola khan theo tỷ lệ 1:1. Gĩữ dung dịch trong bình thuỷ tinh đậy kín không để cho ánh sáng chiếu vào.

1.8 Chuẩn bị các thuốc thử Fise có thành phần thay đổi

Trong thành phần thuốc thử có:

N,N-dimetylfomamit-475 ml;

piridin-220 ml;

iot-38g;

anhidrit sunfurơ lỏng-33 ml ( 54 g)

Chuẩn bị thuốc thử bằng cách trộn hai dung dịch sau đây:

 Dung dịch 1

...

...

...

Dung dịch 2a

Cho vào bình thuỷ tinh da cam ( có nút mài) 475 ml dimetylfomamit và 38 g iot, đậy nút lại, lắc đều và để yên lúc hoà tan hết iot.

 Để thu được thuốc thử có độ chuẩn gần 0,001 g/ml, đem trộn 75 ml dung dịch 1 với 160 ml dung dịch 2a và 235 ml dimetylfomamit.

 1.9 Chuẩn bị dung dịch iot axetat

 Cho vào bình thuỷ tinh da cam ( có nút mài) 700 ml metanola, 63 g iot, 25 g natri iodua và 85 g natri axetat, đậy nút lại, lắc đều lượng chứa trong bình cho đến lúc tan hết iot và muối. Bão hoà dung dịch thu được bằng anhidrit sunfurơ ( như đã viết trong điều 1.4 của phụ lục ) cho đến lúc đạt khối lượng 23 g. Sau đó, dùngmetanola pha loãng đến 1 l, lắc đều và giữ trong bình thuỷ tinh đậy kín không để cho ánh sáng chiêud vào.

 Độ chuẩn của dung dịch iot-axetat thiết lập bằng một trong các cách đã quy định đối với việc thiết lập độ chuẩn của thuốc thử Fise ( điều 2.3.2 của tiêu chuẩn này).

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2309:1978 về thuốc thử - phương pháp xác định hàm lượng nước do Chủ nhiệm Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật ban hành