Giáo trình Hóa phân tích - Trường Cao đẳng Y tế Ninh Bình

TRƯỜNG CAO ĐẲNG Y TẾ NINH BÌNH

==================

GIÁO TRÌNH HỌC PHẦN

HÓA PHÂN TÍCH

ĐỐI TƯỢNG: VĂN BẰNG 2 DƯỢC

(Lưu hành nội bộ)

Ninh Bình, năm 2017

1

2

MỤC LỤC

Bài

Nội dung

Phần I. Hóa học phân tích định tính

Đại cương về hóa học phân tích định tính

Xác định các Cation nhóm I

Trang

1

2

1

4

Xác định các Cation nhóm II

3

7

Xác định các Cation nhóm III

4

9

5

Xác định các Cation nhóm IV

12

17

21

24

30

34

37

39

41

46

55

59

63

67

6

Xác định các Cation nhóm V

7

Xác định các Cation nhóm VI

8

Xác định các Anion nhóm I

9

Xác định các Anion nhóm II

10

11

Xác định các Anion nhóm III

Xác định Cation và Anion trong dung dịch muối vô cơ

Phần II. Phân tích định lượng

Đại cương về hóa học phân tích định lượng

Phương pháp phân tích khối lượng

Phương pháp phân tích thể tích

1

2

3

4

5

6

7

Pha dung dịch chuẩn độ

Định lượng bằng phương pháp Acid - Base

Định lượng bằng phương pháp kết tủa

Định lượng bằng phương pháp Oxy hóa khử

3

4

PhÇn I

Ho¸ häc ph©n tÝch ®Þnh tÝnh

Bµi 1

®¹i c ¬ng vÒ ho¸ häc ph©n tÝch ®Þnh tÝnh

Môc tiªu

1. Tr×nh bµy ® îc ®èi t îng cña ho¸ häc ph©n tÝch ®Þnh

tÝnh (HHPT§T), nguyªn t¾c chung vµ hai ph ¬ng ph¸p cña HHPT§T

®Ó x¸c ®Þnh mét ion hoÆc 1 chÊt ch a biÕt.

2. KÓ ® îc ba ®iÒu kiÖn cña mét ph¶n øng ho¸ häc dïng

trong HHPT§T vµ ý nghÜa cña b íc ph©n nhãm trong HHPT§T.

Néi dung

Ho¸ häc ph©n tÝch ®Þnh tÝnh lµ m«n khoa häc chuyªn nghiªn

cøu vÒ c¸c ph ¬ng ph¸p, c¸c kü thuËt, c¸c thuèc thö (TT), c¸c

ph¶n øng …. ®Ó x¸c ®Þnh thµnh phÇn cÊu t¹o cña c¸c chÊt.

1. §èi t îng cña HHPT§T

Trong ch ¬ng tr×nh ®µo t¹o d îc sÜ trung cÊp, HHPT§T sÏ

gióp chóng ta nghiªn cøu vÒ:

1.1. C¸c kü thuËt, c¸c TT, c¸c ph¶n øng ®Ó x¸c ®Þnh thµnh

phÇn cation vµ anion cña c¸c muèi v« c¬ vµ c¸c chÊt v« c¬

kh¸c.

1.2. Kü thuËt c¬ b¶n ®Ó tiÕn hµnh thö ®é tinh khiÕt mét sè

ho¸ chÊt dïng trong ngµnh d îc theo D îc ®iÓn ViÖt Nam (D§VN).

2. Nguyªn t¾c chung vµ c¸c ph ¬ng ph¸p HHPT§T

2.1. Nguyªn t¾c chung cña HHPT§T

§Ó x¸c ®Þnh mét ion hoÆc mét chÊt ch a biÕt, ng êi ta

dùa trªn nguyªn t¾c sau: chuyÓn chÊt ch a biÕt thµnh chÊt

míi ®· biÕt thµnh phÇn ho¸ häc vµ cã tÝnh chÊt ®Æc tr ng tõ

®ã suy ra chÊt ch a biÕt.

VÝ dô:

ChÊt X + Pb⁺⁺ kÕt tña mÇu ®en (PbS)

ChÊt X + H⁺⁺ khÝ cã mïi thèi (H₂S)

Do ®ã x¸c ®Þnh ® îc chÊt X lµ ion S^--

2.2. C¸c ph ¬ng ph¸p cña HHPT§T

Cã hai ph ¬ng ph¸p chÝnh:

1

2.2.1. Ph ¬ng ph¸p kh«. TiÕn hµnh ph©n tÝch ®Þnh tÝnh chÊt cÇn

x¸c ®Þnh vµ TT ®Òu ë thÓ r¾n.

2.2.2. Ph ¬ng ph¸p dung dÞch (DD). TiÕn hµnh ph©n tÝch ®Þnh

tÝnh cÇn x¸c ®Þnh vµ c¸c TT ®Òu ë d¹ng DD. Ph¶n øng ho¸ häc

gi÷a c¸c chÊt (TT vµ chÊt cÇn x¸c ®Þnh) thùc chÊt lµ ph¶n øng

gi÷a c¸c ion. Ph ¬ng ph¸p nµy hay dïng v× tiÕn hµnh thuËn

lîi, nhanh vµ cho kÕt qu¶ chÝnh x¸c.

3. §iÒu kiÖn cña ph¶n øng ho¸ häc dïng trong HHPT§T

C¸c ph¶n øng ho¸ häc dïng trong HHPT§T cã thÓ lµ ph¶n øng

trung hoµ, ph¶n øng trao ®æi hay ph¶n øng oxy ho¸ - khö nh ng

ph¶i tho¶ m·n 3 ®iÒu kiÖn sau:

3.1. Ph¶i ®Æc s¾c

Ph¶n øng ph¶i t¹o ra chÊt kÕt tña hoÆc mµu s¾c thay ®æi

râ rÖt hay khÝ bay ra ph¶i quan s¸t ® îc.

3.2. Ph¶i nh¹y

Ph¶n øng x¶y ra ® îc víi mét l îng nhá chÊt cÇn x¸c ®Þnh

víi TT mµ vÉn cã biÓu hiÖn râ rµng.

3.3. Ph¶i riªng biÖt

Ph¶n øng chØ x¶y ra víi ion nµy mµ kh«ng x¶y ra víi ion

kh¸c (cïng mét TT) hoÆc cho kÕt tña cã mµu s¾c, tÝnh tan kh¸c

nhau.

§a sè c¸c ph¶n øng ho¸ häc tho¶ m·n hai ®iÒu kiÖn ban

®Çu nh ng khã tho¶ m·n ®iÒu kiÖn thø ba.

VÝ dô: Ion Ba⁺⁺vµ ion Pb⁺⁺cïng ph¶n øng víi acid sulfuric

cho kÕt tña tr¾ng, cïng t¸c dông víi kalicromat cho kÕt tña

vµng, kh«ng tan trong acidacetic. §ã lµ nguyªn nh©n dÔ g©y

ra nhÇm lÉn khi tiÕn hµnh x¸c ®Þnh mét chÊt.

4. Ph©n nhãm c¸c ion

4.1. Ý nghÜa cña b íc ph©n nhãm

§Ó tr¸nh nhÇm lÉn, khi tiÕn hµnh x¸c ®Þnh c¸c ion ng êi

ta ph¶i qua b íc ph©n nhãm (x¸c ®Þnh nhãm) c¸c cation vµ

anion.

Ph©n nhãm lµ dïng mét thuèc thöa cho t¸c dông víi mét sè

ion (c¸c ion kh¸c kh«ng ph¶n øng) t¹o ra ® îc kÕt qu¶ gièng

nhau, sau ®ã tiÕn hµnh x¸c ®Þnh c¸c ion trong nhãm ®ã b»ng

c¸c thuèc thö ®Æc tr ng ®· biÕt.

Theo ph-¬ng ph¸p “acid - base” ng-êi ta ph©n nhãm nh-

sau:

4.2. C¸c cation ® îc chia thµnh 6 nhãm:

2

Nhãm I: Ag⁺, Pb⁺⁺, Hg₂⁺⁺

Nhãm II: Ba⁺⁺, Ca⁺⁺

Nhãm III:

Zn⁺⁺, Al⁺⁺⁺

Nhãm IV: Fe⁺⁺, Fe⁺⁺⁺, Bi⁺⁺⁺

Nhãm V: Mg⁺⁺, Cu⁺⁺, Hg⁺⁺

Nhãm VI: K⁺, Na⁺, NH₄⁺

4.3. C¸c anion (v« c¬) ® îc chia thµnh ba nhãm:

Nhãm I: Cl^-, Br^-I^-S^--, NO₃^-

Nhãm II: AsO₄^---

,

AsO₃^---, PO₄^---

,

HCO₃^-, CO₃^--

Nhãm III:

SO₃^--, SO₄^--

L îng gi¸

1. Tr×nh bµy ®èi t îng, nguyªn t¾c chung vµ 2 ph ¬ng ph¸p

HHPT§T ®Ó tiÕn hµnh x¸c ®Þnh mét ion hoÆc mét chÊt ch a biÕt?

2. KÓ ba ®iÒu kiÖn cña mét ph¶n øng ho¸ häc dïng trong

HHPT§T?

3. Nªu ý nghÜa cña b íc ph©n nhãm trong HHPT§T?

----------------------------------------------

3

Bµi 2

X¸c ®Þnh c¸c cation nhãm i

(Ag⁺, Pb⁺⁺, Hg₂⁺⁺)

Môc tiªu

1. Tr×nh bµy ® îc tªn, c«ng thøc ho¸ häc cña TT nhãm, TT

cation, hiÖn t îng ®Æc tr ng khi cation nhãm I t¸c dông víi

c¸c TT ®ã vµ viÕt ph ¬ng tr×nh ion ®Ó minh ho¹.

2. Thao t¸c ®óng kü thuËt thö vµ x¸c ®Þnh cation nhãm I.

Néi dung

1. Thuèc thö nhãm

1.1. Thuèc thö nhãm

Thuèc thö nhãm cña c¸c cation nhãm I lµ acid hydrocloric

nång ®é 2N (HCl 2N).

C¸c cation nhãm I t¸c dông víi acid hydrocloric 2N t¹o

thµnh c¸c kÕt tña tr¾ng, c¸c kÕt tña nµy cã tÝnh chÊt kh¸c

nhau trong dung dÞch amoni hydroxyd (NH₄OH).

1.2. Ph ¬ng tr×nh ion

Ag⁺+ HCl = AgCl + H⁺

AgCl tan trong DD NH₄OH

Pb⁺⁺+ 2HCl = Pb Cl₂ + 2H⁺

Pb Cl₂kh«ng tan trong DD NH₄OH

Hg₂⁺⁺+ 2HCl = Hg₂Cl₂ + 2H⁺

Hg₂Cl₂ho¸ ®en trong DD NH₄OH

2. Thuèc thö cation

2.1. Thuèc thöa cña ion Ag⁺:

2.1.1. Kali cromat (K₂CrO₄): ion Ag⁺t¸c dông víi TT kali

cromat t¹o ra kÕt tña ®á thÉm.

2Ag⁺+ K₂CrO₄= Ag₂CrO₄ + 2K⁺

2.1.2. Kali iodid (KI): ion Ag⁺t¸c dông víi TT kali iodid

t¹o ra kÕt tña vµng nh¹t.

Ag⁺+ KI = AgI + K⁺

2.1.3. Natri carbonat (Na₂CO₃): ion Ag⁺t¸c dông víi TT natri

carbonat t¹o ra kÕt tña tr¾ng, ®Ó l©u ho¸ x¸m (do ph©n huû

thµnh b¹c oxyd).

2Ag⁺+ Na₂CO₃= Ag₂CO₃ + 2Na⁺

§Ó l©u: Ag₂CO₃= Ag₂O x¸m + CO₂

4

2.2. Thuèc thö cña ion Pb⁺⁺

2.2.1. Amoni sulfur [(NH₄)₂S] hay hydrosulfur (H₂S): ion Pb⁺⁺

t¸c dông víi TT Amoni sulfur (hoÆc H₂S) t¹o ra kÕt tña ®en.

Pb⁺⁺+ (NH₄)₂S = PbS + 2NH₄⁺

Pb⁺⁺+ H₂S = PbS + 2H⁺

2.2.2. Kali cromat: ion Pb⁺⁺t¸c dông víi TT Kali cromat t¹o

ra kÕt tña vµng t ¬i, kÕt tña nµy tan trong DD acid nitric,

DD natri hydroxyd, kh«ng tan trong acid acetic.

Pb⁺⁺+ K₂CrO₄= PbCrO₄ + 2K⁺

2.2.3. Kali iodid: ion Pb⁺⁺t¸c dông víi TT kali iodid t¹o ra

kÕt tña vµng, tña nµy tan trong n íc nãng, khi ®Ó nguéi l¹i

kÕt tña tinh thÓ mµu vµng ãng ¸nh.

Pb⁺⁺+ 2KI = PbI₂ + 2K⁺

2.2.4. Acid sulfuric lo·ng (H₂SO₄2N): ion Pb⁺⁺t¸c dông víi

DD acid sulfuric 2N t¹o ra kÕt tña tr¾ng.

Pb⁺⁺+ H₂SO₄= PbSO₄ + 2H⁺

2.2.5. Natri carbonat: ion Pb⁺⁺t¸c dông víi TT natri carbonat t¹o

ra kÕt tña tr¾ng.

Pb⁺⁺+ Na₂CO₃= PbCO₃ tr¾ng + 2Na⁺

2.3. Thuèc thö cña ion Hg₂⁺⁺

2.3.1. Amony hydroxyd: ion Hg₂⁺⁺t¸c dông víi TT amoni hydroxyd

t¹o ra kÕt tña x¸m ®en (Hg⁰nguyªn tè).

Hg₂⁺⁺+ 2NH₄OH = NH₂Hg + NH₄⁺+ Hg⁰ (x¸m ®en) + 2H₂O

2.3.2. Kali cromat: ion Hg₂⁺⁺t¸c dông víi TT kali cromat t¹o

ra kÕt tña mµu ®á g¹ch.

Hg₂⁺⁺+ K₂CrO₄= Hg₂CrO₄ + 2K⁺

2.3.3. Kali iodid: ion Hg₂⁺⁺t¸c dông víi TT kali iodid t¹o ra

kÕt tña mµu xanh lôc, nÕu d TT th× chuyÓn thµnh mµu ®en

(Hg⁰nguyªn tè).

Hg₂⁺⁺+ 2KI = Hg₂I₂ + 2K⁺

Hg₂I₂+ 2KI = Hg⁰ + K₂[HgI₄]

2.3.4. Natri carbonat: ion Hg₂⁺⁺t¸c dông víi TT natri carbonat

t¹o ra kÕt tña x¸m ®en (Hg⁰nguyªn tè).

Hg₂⁺⁺+ Na₂CO₃= 2Na⁺+ Hg₂CO₃ vµng, kh«ng bÒn dÔ bÞ

ph©n huû

Hg₂CO₃= HgO + CO₂+ Hg⁰ (x¸m ®en)

3. Vai trò và ứng dụng trong y - dược độc tính.

3.1. Chì

5

Đã từng có lúc các hợp chất chì được sử dụng trong Dược học và Y học làm thuốc se,

chống viêm, nhưng do chỉ tích lũy và có độc tính cao nên từ lâu đã không được dùng nữa

Chỉ tấn công toàn diện và làm tổn hại kho Hem của cơ thể. Từ đó gây hậu quả

nghiêm trọng trên hệ tạo máu, thần kinh, nội tiết, thận và gan. Hội chứng nhiễm độc chì là

thiếu máu, suy giảm trí tuệ, tăng huyết áp, nhồi máu cơ tim, suy giảm chức năng thận, rối

loạn phát triển xương, răng, gia tăng gốc tự do độc hại

Chì và các hợp chất của nó có rât nhiều ứng dụng trong kỹ thuật và đời sống, do đó

cũng đang gây ra ô nhiễm môi trường có tính toàn cầu. Thuốc điều trị nhiễm độc chì là

những phối tử tạo phức chelat

3.2 Bạc : Ion Ag+ có tác dụng tiệt trùng ngay ở nồng độ rất nhỏ, chỉ khoảng

10^-10M. Nồng độ này có thể đạt được bằng cách để kim loại bạc tiết xúc với nước sau một

thời gian.

Do có thể tủa protein và clorid trong mô bị tổn thương, cùng với tính oxy hóa của

Ag+, các hợp chất của bạc như AgNO₃có tác dụng diệt mầm bệnh tại chỗ chẳng hạn, dùng

AgNO₃đốt các ổ nhiễm khuẩn trong viêm họng hạt).

Để làm thuốc diệt khuẩn dùng ngoài, người ta tạo ra các chế phẩm chứa bạc hoặc

hợp chất của nó có tác dụng kéo dài. Ví dụ bạc sulfadiazin.

Các chế phẩm của bạc dược dụng nhậy cảm với ánh sáng, dễ chuyển ion Ag+ thành

Ag màu đen nên gây ra các vấn đề về thẩm mỹ trong sử dụng hoặc bảo quản thuốc trong

bao bì tránh ánh sáng.

Lượng gi¸

1. Tr×nh bµy tªn, c«ng thøc ho¸ häc cña TT nhãm, hiÖn

t îng ®Æc tr ng khi cation nhãm I t¸c dông víi TT nhãm vµ

viÕt ph ¬ng tr×nh ion minh ho¹?

2. KÓ tªn, c«ng thøc ho¸ häc, hiÖn t îng ®Æc tr ng cña

c¸c TT x¸c ®Þnh ion Ag², Pb⁺⁺, Hg₂⁺⁺vµ viÕt ph ¬ng tr×nh ion

minh ho¹?

3. KÓ tªn c¸c TT gièng nhau cña ion Ag⁺, Pb⁺⁺, Hg₂⁺vµ

hiÖn t îng kh¸c nhau khi c¸c TT ®ã t¸c dông víi ion Ag⁺, Pb⁺⁺,

++

Hg₂₊

?

-----------------------------------------

6

Bµi 3

X¸c ®Þnh cation nhãm II

( Ba⁺⁺, Ca⁺⁺)

Môc tiªu

1. Tr×nh bµy ® îc tªn, c«ng thøc ho¸ häc cña TT nhãm, hiÖn

t îng ®Æc tr ng khi cation nhãm II t¸c dông víi TT nhãm vµ

viÕt ph ¬ng tr×nh ion ®Ó minh ho¹.

2. KÓ ® îc tªn, c«ng thøc ho¸ häc, hiÖn t îng ®Æc tr ng

cña TT x¸c ®Þnh cation Ba⁺⁺, Ca⁺⁺vµ viÕt ph ¬ng tr×nh ion ®Ó

minh ho¹.

3. Thao t¸c ®óng kü thuËt thö cation nhãm II víi c¸c TT

cña chóng vµ x¸c ®Þnh ®óng cation nhãm I, II.

Néi dung

1. Thuèc thö nhãm

1.1. Thuèc thö nhãm

Thuèc thö nhãm cña c¸c cation nhãm II lµ acid sulfuric

2N (H₂SO₄2N).

C¸c cation nhãm II t¸c dông víi TT acid sulfuric 2N t¹o

ra kÕt tña tr¾ng. Trong ph¶n øng nµy ion Ba⁺⁺kh«ng cÇn ®iÒu

kiÖn nµo, cßn ion Ca⁺⁺cÇn m«i tr êng aceton hoÆc ethanol 70⁰.

1.2. Ph ¬ng tr×nh ion:

Ba⁺⁺+ H₂SO₄= BaSO₄ + 2H⁺

Ca⁺⁺+ H₂SO₄= CaSO₄ + 2H⁺

2. Thuèc thö cation

7

2.1. Thuèc thö cña ion Ba⁺⁺

2.1.1. Kali cromat: ion Ba⁺⁺t¸c dông víi TT kali cromat t¹o

ra kÕt tña mµu vµng t ¬i, tña nµy kh«ng tan trong NaOH 2N vµ

CH₃COOH

Ba⁺⁺+ K₂CrO₄= BaCrO₄ + 2K⁺

2.1.2. Ph¶n øng volver: kÕt tña ion Ba⁺⁺d íi d¹ng muèi bari

sulfat b»ng acid sulfuric trong m«i tr êng thuèc tÝm (kili

permanganat), tña bari sulfat hÊp phô thuèc tÝm nªn cã mµu

hång. Sau ®ã dïng n íc oxy giµ (H₂O₂) trong m«i tr êng acid

sulfuric ®Ó khö mµu tÝm hång cña DD, riªng cña bari sulfat

vÉn cã mµu hång.

Ba⁺⁺+ H₂SO₄= BaSO₄ + 2H⁺

5H₂O₂+ 2KMnO₄+ 3 H₂SO₄= K₂SO₄+ 2MnSO₄+ 5O₂+ 8H₂O

2 Mn⁺⁷+ 5e = Mn⁺⁺

5 O₂^-2- 2e = O₂

2.1.3. Natri cartbonat: ion Ba⁺⁺t¸c dông víi TT natri carbonat

t¹o ra kÕt tña tr¾ng.

Ba⁺⁺+ Na₂CO₃= BaCO₃ + 2Na⁺

2.2. Thuèc thö cña ion Ca⁺⁺

2.2.1. Amoni oxalat [(NH₄)₂C₂O₄]: ion Ca⁺⁺t¸c dông víi TT

amonioaxalat t¹o ra kÕt tña tr¾ng, tña nµy kh«ng tan trong

CH₃COOH, tan trong HNO₃, HCl, H₂SO₄.

Ca⁺⁺+ (NH₄)₂C₂O₄= CaC₂O₄ + 2 NH₄⁺

Ion Ba⁺⁺còng cho kÕt qu¶ t ¬ng tù, do ®ã ®Ó tr¸nh nhÇm

lÉn cÇn tiÕn hµng x¸c ®Þnh ion Ba⁺⁺tr íc.

2.2.2. Natri cacbonat: ion Ca⁺⁺t¸c dông víi TT natri carbonat t¹o

ra kÕt tña tr¾ng

Ca⁺⁺+ Na₂CO₃= CaCO₃ + 2Na⁺

3. vai trò và ứng dụng trong y -dược. độc tính.

3.1 : Calci

Calci là chất không thể thiếu cho sự sống. Ca và Mg với mức độ thấp hơn, cùng phosphat

tạo xương, răng. Ca++ có vai trò thiết yếu trong nhiều quá trình sinh lý, tham gia quá trình đông

máu, điều hòa dẫn truyền thần kinh, tham gia điều hòa chuyển hóa trong cơ thể

Phân loại theo điều trị các hợp chất của Calci gồm 2 nhóm chính

- Thuốc kháng acid dùng hoặc phối hợp với thuốc khác trong điều trị viêm loét, rối

loạn đường tiêu hóa

- Thuốc bổ sung Calci trong các trường hợp co giật do calci huyết hạ, chế độ ăn

thiếu Calci gây còi xương loãng xương

8

- Ca++ là cation thường được lựa chọn để mang các anion có tác dụng điều trị như

Calci aminosalicylat; Calci cyclobarbital; Calci ascorbat. Ca++ được lựa chọn vì tránh đưa

thêm Na+ vào cơ thể, hoặc tận dụng cả tác dụng của Calci

- Đồng vị phóng xạ Ca dùng trong nghiên cứu liên quan đến chuyển hóa chất khoáng

Trong thực hành dược khoa cần lưu ý; giống như Mg++, cation Ca++ có cấu hình

eleciron ổn định đưa đến tính chất ổn định của nó trong các hợp chất sinh học. Tuy nhiên, muối

tan của Calci có phản ứng trao đổi với các anion borat carbonat, citrat, oxalat, phosphat, sulfat,

tartrat tạo thành những hợp chất không hòa tan. Các phản ứng này thường dẫn đến tương kỵ

trong dược khoa hoặc lắng đọng sỏi ở thận, mật, khớp trong cơ thể khi chuyển hóa

3.2: Bari

Tất cả các hợp chất tan của Bari trong nước hoặc acid loãng đều độc

Chỉ riêng Bari sulfat BaSO4 = 233,39 ít tan được dùng làm thuốc dạng uống, có tính

cản quang nên làm rõ nét ảnh chụp bằng tia X trong chẩn đoán viêm loét đường tiêu hóa

Lượng giá:

1. Tr×nh bµy tªn, c«ng thøc ho¸ häc cña TT nhãm, hiÖn

t îng ®Æc tr ng khi cation nhãm II t¸c dông víi thÞ tr êng

nhãm vµ viÕt ph ¬ng tr×nh ion ®Ó minh häa?

2. KÓ tªn, c«ng thøc ho¸ häc, hiÖn t îng ®Æc tr ng cña

TT x¸c ®Þnh ion Ba⁺⁺, ion Ca⁺⁺vµ viÕt ph ¬ng tr×nh ion ®Ó minh

ho¹?

3. So s¸nh sù gièng nhau vµ kh¸c nhau gi÷a ion Ba⁺⁺, ion

Ca⁺⁺khi t¸c dông víi TT oxalat, tõ ®ã rót ra kÕt luËn?

Bài 4

X¸c ®Þnh cation nhãm III

( Zn⁺⁺, Al⁺⁺⁺)

Môc tiªu

1. Tr×nh bµy ® îc tªn, c«ng thøc ho¸ häc cña thÞ tr êng

nhãm, hiÖn t îng ®Æc tr ng khi cation nhãm III t¸c dông víi

TT nhãm vµ viÕt ph ¬ng tr×nh ion ®Ó minh ho¹.

2. KÓ tªn c«ng thøc ho¸ häc, hiÖn t îng ®Æc tr ng cña TT

x¸c ®Þnh ion Zn⁺⁺, Al⁺⁺⁺vµ viÕt ph ¬ng tr×nh ion ®Ón minh

ho¹.

3. Thao t¸c ®óng kü thuËt thö cation nhãm III víi c¸c TT

cña chóng vµ x¸c ®Þnh cation nhãm I, II, III trong dung dÞch

gèc.

9

Néi dung

1. Thuèc thö nhãm

1.1. Thuèc thö nhãm

Thuèc thö nhãm cña cation nhãm III lµ natri hy®roxyd 2N

cho d (NaOH 2N).

C¸c cation nhãm III t¸c dông víi TT natri hy®roxyd t¹o

ra kÕt tña tr¾ng, lµ c¸c hy®roxyd l ìng tÝnh. Khi cho d NaOH

2N th× c¸c kÕt tña ®ã hoµ tan v× chóng thÓ hiÖn tÝnh chÊt

acid, tan trong kiÓm.

1.2. Ph ¬ng tr×nh ion

Zn⁺⁺+ 2NaOH = Zn (OH)₂ + 2Na⁺

Al⁺⁺⁺+ 3NaOH = Al (OH)₃ + 3Na⁺

Khi cho d NaOH 2N:

Zn (OH)₂+ 2Na⁺+ 2OH = 2Na⁺+ ZnO₂+ 2H₂O

Al (OH)₃+ Na⁺+ OH = Na⁺+ AlO₂+ 2H₂O

2. Thuèc thö cation

2.1 Thuèc thö cña ion Zn⁺⁺

2.1.1. Montequi: trong m«i tr êng acid acetic, ion Zn⁺⁺t¸c

dông víi thÞ tr êng montequi A vµ Montequi B t¹o ra kÕt tña

mµu tÝm xim

2.1.2. Amoni sulfur hay hy®ro sulfur: ion Zn⁺⁺t¸c dông víi

TT amoni sulfur hoÆc H₂S t¹o ra kÕt tña tr¾ng, kÕt tña nµy

tan trong dung dÞch acid hy®rocloric, kh«ng tan trong CH₃COOH.

Zn⁺⁺+ H₂S = ZnS + 2H⁺

Zn⁺⁺+ (NH₄)₂= ZnS + 2NH₄⁺

2.1.3. Natri carbonat: ion Zn⁺⁺t¸c dông víi Na₂CO₃t¹o ra kÕt

tña tr¾ng.

Zn²⁺+ Na₂CO₃- ZnCO₃ tr¾ng + 2Na⁺

2.2. Thuèc thö cña ion Al⁺⁺⁺

2.2.1. Aluminon (acid aurin tricarboxylic): ion Al⁺⁺⁺t¸c dông

víi TT Aluminon t¹o ra kÕt tña mµu hång.

Ph¶n øng nµy rÊt nh¹y, nh ng ion Zn⁺⁺còng cho kÕt qu¶

t ¬ng tù, ®Ó tr¸nh nhÇm lÉn cÇn x¸c ®Þnh ion Zn⁺⁺tr íc khi

x¸c ®Þnh ion Al⁺⁺⁺.

2.2.2. Hçn hîp amoni hydroxyd + amoni clorid: ion Al⁺⁺⁺t¸c

dông víi hçn hîp NH₄OH + NH₄Cl t¹o ra kÕt tña keo tr¾ng, tña

nµy tan trong NaOH vµ HCl, kh«ng tan trong NH₄Cl.

10

Al⁺⁺⁺+ 3NH₄OH = Al(OH)₃ + 3NH₄⁺

2.2.3. Natri carbonat: ion Al⁺⁺⁺t¸c dông víi Na₂CO₃cho

kÕt tña tr¾ng

2Al⁺⁺⁺+ 3Na₂CO₃= Al₂(CO₃)₃ + 6Na⁺

3. vai trò và ứng dụng trong y -dược, độc tính (đọc thêm)

3.1. Kẽm

Kẽm là nguyên tố thiết yếu của cơ thể. Toàn cơ thể chứa khoảng 2-2,5g kẽm, gần

bằng lượng sắt, gấp hơn 20 lần lượng đồng. Kẽm là thành phẩn cấu tạo trọng yếu của hàng

trăm metalloenzym. VD; carbonic anhydrase (CA tạo HCO₃-), superoxid dismustase (SOD

chứa cả Zn và Cu loại bỏ gốc tự do O2^-. Với cầu hình electron d¹⁰, Zn++ trong emzym tạo

cấu trúc phức tứ diện điển hình với 3 nguyên tử N của 3 nhóm amino acid còn vị trí thứ 4

tự do để tương tác với phân tử chất phản ứng cần hoạt hóa. Chẳng hạn enzym CA xúc tác

cho phản ứng sau trong quá trình hô hấp

-

CO (k) + H O (1)

H⁺(aq) + HCO (aq)



2

3

Ion Zn++ ở vị trí hoạt động gắn với phân tử H₂O là chất phản ứng vào vị trí thứ 4.

Tác động như 1 acid để mất đi 1 proton. Ion OH^-tạo thành gắn vào phần dương C của CO₂

-

mạnh hơn nhiều so với nước tự do, vì thế tốc độ phản ứng tạo H⁺và HCO₃rất lớn.

Kẽm rất cần thiết cho sự hình thành và hoạt động của hormon sinh dục nam, hormon

tăng trưởng của tuyến yên, insulin của tuyến tụy.

Kẽm kích thích tạo hồng cầu và hemoglobin; kích thích tuyến nước bọt.

Người trưởng thành cần hấp thu 15-20mg kẽm mỗi ngày. Tuy chỉ là vi lượng, nhưng

nếu thiếu sẽ phát sinh hàng loạt triệu chứng và bệnh lý: chán ăn, thay đổi vị giác, chậm

sinh trưởng, hư hại do nghèo khoáng ở xương, tăng Keratin hóa các tổ chức, thiểu năng

hoặc mất khả năng sinh dục nam, giảm sinh sản ở cả hai giống đực và cái, dị dạng bào thai,

suy giảm miễn dịch, dễ viêm loét và chậm lành vết thương, tổn thương ở mắt, tiêu chảy,

rối loạn chuyển hóa glucid, protid, hệ thần kinh suy nhược.

- Chế phẩm dược dụng:

Vì thiếu kẽm hay gặp trong chế độ dinh dưỡng nên người ta làm những viên thuốc

bổ sung các vi lượng dạng uống, trong đó có chứa những hợp chất của Zn++.

Kẽm oxyd, ZnO = 81,4. Dạng thuốc mỡ, hồ bôi, bột rắc dùng điều trị nhiễm khuẩn

da, vét bỏng nóng, da khô. Hỗ trợ điều trị các bệnh trên da.

Kẽm sulfat, ZnSO4.7H₂O = 287,5 dùng pha thuốc nhỏ mắt sát trùng, làm thuốc nôn

Kẽm peroxyd, ZnO₂= 97,4 dùng băng bó vết thương nhiễm trùng, vết bỏng.

- Lượng kẽm cao làm giảm Đồng tronh cơ thể. Vì vậy chỉ bổ sung Kẽm khi đã đủ

đồng, hoặc dùng Kẽm liều cao điều trị bệnh Wilson

Kẽm ít gây ngộ độc, trừ khi uống phải lượng lớn muối kẽm vô cơ. Thuốc giải độc

phổ biến là NaHCO₃

3.2: Nhôm

11

- Không có vai trò sinh học, ngược lại đã thấy độc tính mạn của Nhôm ảnh hưởng

đến não biểu hiện ở người cao tuổi.

- Nhiều hợp chất của Nhôm không tan được dùng làm thuốc kháng acid dạ dày:

+ Nhôm hydroxyd, Al(OH)₃= 78.00 làm dung dịch keo đông dùng trung hòa HCL

của dịch vị trong trường hợp tăng acid ở bệnh loét lạ dày.

+ Kaolin là Nhôm silicat hydrat hóa tồn tại trong thiên nhiên, thành phần không ổn

định, công thức hóa học chủ yếu có thể viết là Al₂O₃.2SiO₂.2H₂O, bột màu trắng hoặc ngà,

trơn không tan trong nước. Có khả năng hút thấm nên dùng làm bột rắc hoặc bột nhão để

chữa bệnh ngoài da, loét, bỏng, cũng uống để bảo vệ niêm mạc dạ dày. Các chế phẩm dược

dụng có thể chỉ dùng riêng kaolin hoặc dùng hỗn hợp kaolin và pectin.

+ Bentonit là Nhôm silicat hydrat hóa, dạng keo tự nhiên, không tan trong nước và

acid nhưng hút nước mạnh và trương nở gấp ~12 lần thể tích ban đầu. Đặc tính tạo geo của

Bentonit được vận dùng nhiều trong thực hành dược khoa làm chất bảo vệ và ổn định các

dạng thuốc huyền phù hoặc các dịch treo.

Lượng gi¸:

1. Tr×nh bµy tªn, c«ng thøc ho¸ häc cña TT nhãm, hiÖn

t îng ®Æc tr ng khi cation nhãm III t¸c dông víi TT nhãm vµ

viÕt ph ¬ng tr×nh ion ®Ó minh ho¹?

2. KÓ tªn, c«ng thøc ho¸ häc, hiÖn t îng ®Æc tr ng cña

TT x¸c ®Þnh ion Zn⁺⁺, Al⁺⁺⁺vµ viÕt ph ¬ng tr×nh ion ®Ó minh

ho¹?

3. B¹n ®iÒn c«ng thøc ho¸ häc, kÌm theo hÖ sè thÝch hîp

vµo c¸c chç trèng trong c¸c ph ¬ng tr×nh sau:

Al⁺⁺⁺+ …….. = Al(OH)₃ + 3Na⁺

Al(OH)₃+ NaOH = ……. + 2H₂O

Zn⁺⁺+ H₂S = ……. + ……..

Zn(OH)₂+ 2NaOH = ……… + 2H₂O

øng viÕt ®óng:

4.1. Dung dÞch NaOH2N + 2Zn⁺⁺kh«ng cho tña.

4.2. Ion Al⁺⁺⁺+ NaOH2N d cho tña råi tan

4.3. (NH₄)₂S + Zn⁺⁺= ZnS + 2NH₄⁺

4.4. Ion Zn⁺⁺+ Na₂CO₃cho tña tr¾ng

Bµi 5

12

X¸c ®Þnh cation nhãm Iv

(Fe⁺⁺, Fe⁺⁺⁺, Bi⁺⁺⁺)

Môc tiªu

1. Tr×nh bµy ® îc tÝnh chÊt chung cña cation nhãm IV vµ

viÕt ph ¬ng tr×nh ion ®Ó minh ho¹.

2. KÓ ® îc tªn, c«ng thøc ho¸ häc cña TT nhãm vµ hiÖn

t îng ®Æc tr ng khi cation nhãm IV t¸c dông víi TT nhãm.

3. KÓ ® îc tªn, c«ng thøc ho¸ häc, hiÖn t îng ®Æc tr ng

cña TT x¸c ®Þnh cation Fe⁺⁺, Fe⁺⁺⁺, Bi⁺⁺⁺vµ viÕt ph ¬ng tr×nh

ion ®Ó minh ho¹.

Néi dung

1. Thuèc thö nhãm

1.1. TÝnh chÊt chung cña cation nhãm IV. Khi c¸c cation nhãm

IV t¸c dông víi NH₄OH cã tÝnh chÊt chung sau:

1.1.1. Ion Fe⁺⁺cho kÕt tña tr¾ng xanh, kÕt tña nµy tan trong

dung dÞch muèi amoni NH₄⁺).

Fe⁺⁺+ 2NH₄OH  Fe(OH)₂ + 2NH₄⁺

dung dÞch muèi amoni.

Fe⁺⁺+ 3NH₄OH = Fe(OH)₃ + 3NH₄⁺

1.1.3. Ion Bi⁺⁺⁺cho kÕt tña tr¾ng

Bi⁺⁺⁺+ 3NH₄OH = Bi(OH)₃ + 3NH₄⁺

1.1.4. NÕu cã thªm n íc oxy giµ (H₂O₂) th× c¸c kÕt tña t¹o ra

cã mµu ®Æc tr ng vµ bÒn v÷ng trong DD amoni

Bi⁺⁺⁺+ H₂O₂+ 3NH₄OH = HBiO₃(vµng ngµ) + 2H₂O₂

1.2. Thuèc thö nhãm. Thuèc thö nhãm cña c¸c cation nhãm IV lµ

amoni hydroxyd cho d , víi sù cã mÆt cña n íc oxy giµ vµ amoni

clorid.

C¸c cation nhãm IV t¸c dông víi hçn hîp NH₄OH cho d

+

H₂O₂+ NH₄Cl t¹o ra kÕt tña cã mµu ®Æc tr ng vµ bÒn v÷ng trong

DD cã ion NH₄⁺.

Vai trß cña n íc oxy giµ lµ oxy ho¸ Fe⁺⁺ Fe⁺⁺⁺[ë d¹ng

Fe(OH)₃] vµ ion Bi⁺⁺⁺ Bi⁺⁵(ë d¹ng HBiO₃).

13

Cßn vai trß cña NH₄Cl lµ t¹o ra m«i tr êng cã ion NH₄⁺,

cã t¸c dông chñ yÕu ®èi víi cation nhãm IV.

2. Thuèc thö cation

2.1. Thuèc thö cña ion Fe⁺⁺

2.1.1. Kali fericyanid(K₃[Fe(CN)₆]): ion Fe⁺⁺t¸c dông víi TT

kali fericyanid t¹o ra kÕt tña keo mµu xanh thÉm, tña nµy

kh«ng tan trong HCl 2N, nh ng bÞ kiÒm ph¸ huû thµnh Fe(OH)₂,

3Fe⁺⁺+ 2K₃[Fe(CN)₆] = Fe₃[Fe(CN)₆]₂ Xanh thÉm (xanh

turby) + 6K⁺

Fe₃[Fe(CN)₆]₂+ 6NaOH = 3Fe(OH)₂ Tr¾ng xanh + 2Na₃

2.1.2. Natri carbonat: ion Fe⁺⁺t¸c dông víi Na₂CO₃t¹o ra kÕt

tña xanh n©u

7Fe²⁺+ 7Na₂CO₃+ 7H₂O + O₂= 2FeCO₃+ Fe(OH)₂ + 4Fe(OH)₃ Xanh

n©u

+ 14Na + 5CO₂

2.2. Thuèc thö cña ion Fe⁺⁺⁺

2.2.1. Kali ferocyanid(K₄[Fe(CN)₆]): ion Fe⁺⁺⁺t¸c dông víi TT

kali ferocyanid t¹o ra kÕt tña keo mµu xanh ®Ëm, tña nµy kh«ng

Ph¶n øng cña Fe³⁺víi Kali ferocyanid:

4Fe³⁺+ 3K₄[Fe(CN)₆] = Fe₄[Fe(CN)₆]₃ xanh da trêi (xanh

Berlin) + 12K⁺

BÞ kiÒm ph¸ huû thµnh:

®á

2.2.2. Kali sulfocyanat (KSCN): ion Fe⁺⁺⁺t¸c dông víi TT kali

sulfocyanat cho dung dÞch mµu ®á.

Fe⁺⁺⁺+ 3KSCN = Fe(SCN)₃+ 3K⁺

2.2.3. Amoni hydroxyd: ion Fe⁺⁺⁺t¸c dông víi TT amoni hydroxyd

Fe⁺⁺⁺+ 3NH₄OH = Fe(OH)₃(®á) + 3NH₄⁺

2.2.4. Natri carbonat: ion Fe⁺⁺⁺t¸c dông víi Na₂CO₃t¹o ra kÕt

tña mµu n©u

2.3. Thuèc thö cña ion Bi⁺⁺⁺

14

2.3.1. Amoni sulfur hoÆc hydrosulfur: ion Bi⁺⁺⁺t¸c dông víi

(NH₄)₂S hoÆc H₂S t¹o ra kÕt tña mµu ®en.

2Bi⁺⁺⁺+ 3(NH₄)₂S = Bi₂S₃ + 6NH₄⁺

2Bi⁺⁺⁺+ 3H₂S = Bi₂S₃ + 6H⁺

2.3.2. Kali iodid: ion Bi⁺⁺⁺t¸c dông víi KI t¹o ra kÕt tña

®en, tña nµy tan khi cho d KI, t¹o ra dung dÞch cã mµu vµng

da cam.

Bi⁺⁺⁺+ 3KI = BiI₃(®en) + 3K⁺

BiI₃+ KI = K[BiI₄] (vµng da cam)

2.3.2. Natri carbonat: dung dÞch ion Bi⁺⁺⁺t¸c dông víi Na₂CO₃

t¹o ra kÕt tña tr¾ng, kÌm theo gi¶i phãng khÝ Carbonic (CO₂).

ViÕt ph¶n øng ®Çy ®ñ:

2Bi³⁺+ 3Na₂CO₃= (BiO)₂(CO₃)₃+ 2CO₂ + 6Na⁺

Ghi chó: DD Fe⁺⁺⁺cã mµu vµng gØ s¾t, x¸c ®Þnh th¼ng b»ng

c¸c TT cña nã.

3. Vai trò và ứng dụng trong y -dược. độc tính (đọc thêm).

3.1 Sắt

- Fe là nguyên tố vi lượng thiết yếu, đóng vai trò tối quan trọng trong vận chuyển

oxy ở tất cả các động vật có xương sống. Protein có chức năng vận chuyển Oxy là

hemoglobin gồm 4 chuỗi protein gọi là globin, mỗi chuỗi gắn với 1 phức hem chứa 1 ion

Fe++

Hemoglobin chiếm ~ 34% khối lượng tế bào hồng cầu, tồn tại ở 2 dạng tuꢀ thuộc vào

2 dạng bản chất của phối tử thứ 6 là O₂hay H₂O. trong mạch máu ở phổi, nơi có nồng độ O₂

cao, heme gắn với O₂tạo thành oxyhemiglobin được vận chuyển trong động mạch đến mô

ít O₂. ở mô O₂được giải phóng và được thay thế bởi phân tử H₂O, tạo ra deoxyhemoglobin

được vận chuyển trong tꢁnh mạch về phổi. Do nước là phối tử gây trường yếu, thông số tách

nhỏ, nên ion d⁶– Fe++ trong Hb-H₂O tạo phức spin cao xanh- đỏ tía. Điều này giải thích vì

sao máu tꢁnh mạch có màu đỏ tối. Ngược lại O₂là phối tử gây trường mạnh nên Hb-O₂hấp

thụ ánh sáng ở tận cùng xanh của phổ. Điều này giải thích cho máu đỏ tươi của máu động

mạch. Vị trí tương đối của Fe++ so với mặt phẳng của vòng porphin cũng phụ thuộc vào

phối tử thứ 6 là O₂hay H₂O. Nếu được gắn với O₂, Fe++ sẽ nằm trong mặt phẳng của vòng;

còn nếu gắn với H₂O, nó hơi lệch khỏi mặt phẳng vòng. Sự thay đổi nhỏ này về vị trí của

Fe++ ảnh hưởng đến hình dạng của chuỗi globin bên cạnh và cứ thế khởi động cho cả quá

trình gắn hay giải phóng O₂. Nhờ sự tác động của 4 chuỗi nhanh chóng nạp O₂từ phổi rồi

tải xuống mô và ngược lại. Bản thân heme không chỉ được tìm thấy trong hemoglobin, mà

còn trong myoglobin, trong các enzym oxy hoá như oxydase, catalase, trong hệ vận chuyển

electron như các cytocrom. Như vậy sắt trong cơ thể dưới dạng phức chất của protein có 3

chức năng quyết định sự sống.

15

+ Vận chuyển Oxy

+ Dự trữ Oxy

+ Vận chuyển electron

- Cơ thể người trưởng thành chứa 3-4g Fe. 2/3 số đó có mặt trong hemoglobin/phần

lớn số còn lại nằm trong các protein dự trữ Fe nội bào/phần nhỏ phân bố trong myoglobin,

trong các cytocrom, các enzym, các protein-S-Fe, và trong transferrin

- Nhu cầu về Sắt hàng ngày từ 1-3mg. Lượng Sắt cần được cung cấp phụ thuộc vào

nhiều đặc điểm và tình trạng cơ thể; nam hay nữ, người già hay trꢂ đang lớn; phụ nữ trong

thời kꢀ kinh nguyệt, có thai hay đang cho con bú; người có một loại bệnh

- Thiếu Sắt dẫn đến bệnh thiếu máu nhược sắc. Sự thiếu hụt sắt ở trꢂ đang lớn có thể

làm giảm sự phát triển trí tuệ. Những triệu chứng của bệnh thiếu Sắt có thể suy ra từ 3 chức

năng của sắt trong cơ thể như đã tóm tắt phía trước

- Thức ăn chứa nhiều sắt là thịt nạc, gan, tim, thân, tiết, lòng đỏ trứng, đậu, cần

tây…..Trong thức ăn, hầu hết Sắt vô cơ tồn tại ở trạng thái oxy hoá ổn định nhất của nó là

Fe+++, trong khi ở tá tràng chỉ có Fe++ được hấp thu nhờ một protein vận chuyển. Sự khử

Fe+++ về Fe++ xảy ra ở pH thấp trong dạ dày với sự có mặt các chất khử mà chủ yếu là

vitamin C. vì vậy sự hấp thu sắt tăng khi thức ăn giàu vitamin C, và giảm xuống ở những

người bệnh thiếu acid dịch vị hoặc sau cắt bỏ dạ dày. Sự hấp thu sắt cũng giảm bởi các

tanin, oxalat, một lượng lớn phosphat vô cơ và một vài antacid, vì chúng tạo bởi những

phức sắt không tan hoặc không thể hấp thụ. Những điều nêu trên giải thích vì sao chỉ ~5%

Sắt không heme vào được cơ thể ở người bình thường.

Sắt có heme trong thực phẩm được hấp thu nhiều hơn theo một cơ chế khác nhờ

enzym oxygenase biến đổi, do đó không bị ảnh hưởng bởi các tác nhân liên kết sắt trong

thức ăn như ở trường hợp Sắt vô cơ

- Sắt cũng như Đồng, vừa thiết yếu lại vừa nguy hiểm khi chúng quá tải. Quá tải sắt

xảy ra khi trong cơ thể xuất hiện 1 lượng Sắt thừa tự do không trong liên kết phức bền vững

với protein hoặc không gắn với heme. Quá tải sắt gặp trong các trường hợp; uống nhiều

viên sắt, hoặc dinh dưỡng quá thừa sắt trong khi cơ thể đã đủ dẫn đến không còn khả năng

dung nạp/bệnh di truyền hay do biến đổi gen, gây ra hấp thu Sắt dư thừa vào hồng cầu và

quá nhiều qua đường ruột/hậu quả do điều trị các bệnh khác, như điều trị ung thư bằng hoá

trị liệu hoặc truyền máu nhiều lần.

Sắt và Đồng dư thừa rất nguy hiểm vì chúng xúc tác vận chuyển electron trong hệ

phản ứng Fenton sinh ra các dạng Oxy hoạt động và gốc tự do- những phần tử vật chất có

tính oxy hoá mãnh liệt nên huꢃ hoại tế bào và làm hư hỏng các phần tử sinh học

Quá tải Sắt dẫn đến nhiều bệnh tật; xơ gan, nguy cơ ung thư cao, đái đường, suy

giảm chức năng tim, tình trạng viêm mãn tính/parkinson/suy nhược cơ thể/lão hoá sớm

Thuốc điều trị ngộ độc Sắt và dư thừa sắt mạn tính là Deferoxamin

monomethansulfonat tác dụng theo cơ chế tạo phức chelat với Fe+++ dễ dàng bài xuất qua

thận, dùng dạng tiêm. Tuy nhiên cách điều trị này trên thực tế lâm sàng rất thận trọng

16