Đang tải bài học…

AP Chemistry

điểm cuối

end point

Điểm cuối là thời điểm chất chỉ thị đổi màu trong quá trình chuẩn độ, báo hiệu phản ứng đã hoàn tất.

Trong thí nghiệm chuẩn độ (titration), điểm cuối (end point) xuất hiện khi chất chỉ thị đổi màu, đánh dấu thời điểm người làm thí nghiệm dừng quá trình. Sự chuyển màu này xảy ra nhờ chất chỉ thị phản ứng với sự thay đổi pH hoặc tính chất hóa học của dung dịch. Vì vậy, điểm cuối là hiện tượng quan sát được bằng mắt thường, không phải là một giá trị tính toán lý thuyết.

Ngược lại, điểm tương đương (equivalence point) là thời điểm lý thuyết mà số mol chất phân tích vừa đủ phản ứng hoàn toàn với số mol chất chuẩn. Tại điểm tương đương, không có chất nào dư, và đây là giá trị mà nhà hóa học muốn xác định. Tuy nhiên, trong thực tế, ta không thể nhìn thấy điểm tương đương mà chỉ có thể ước lượng nó thông qua điểm cuối. Do đó, sai số giữa hai điểm này gọi là sai số chuẩn độ.

Để giảm thiểu sai số, người ta phải chọn chất chỉ thị sao cho điểm cuối nằm càng gần điểm tương đương càng tốt. Nhờ đó, kết quả tính toán nồng độ sẽ chính xác hơn. Trên đồ thị chuẩn độ, điểm tương đương thường nằm ở vùng bước nhảy pH mạnh nhất, còn điểm cuối nằm ở vùng mà chất chỉ thị đổi màu. Nếu chọn đúng chất chỉ thị, hai điểm này gần như trùng nhau.

Trực giác: Hãy tưởng tượng bạn đang đổ nước vào cốc cho đến khi đầy tràn — điểm tương đương là lúc cốc vừa đầy, còn điểm cuối là lúc bạn nhìn thấy nước tràn ra ngoài và dừng lại.

Hay hiểu sai

Điểm cuối không phải điểm tương đương.

Thể tích tại điểm cuối không chia trực tiếp cho nhau khi tỉ lệ mol khác 1:1.

pH tại điểm cuối của chuẩn độ axit yếu không phải bằng 7.

Điểm nửa tương đương không liên quan gì đến chỗ chất chỉ thị đổi màu.

Chuẩn độ quá tay làm nồng độ tính ra lớn hơn thực tế.

Ví dụ có lời giải

1Ví dụ 1/2

Một quy trình sản xuất cần dung dịch của một acid yếu đơn chức (monoprotic) có nồng độ nằm trong khoảng 0,20 M đến 0,30 M. Bốn mẫu acid, mỗi mẫu 100. mL với nồng độ khác nhau, được chuẩn độ (titration) bằng dung dịch NaOH 0,20 M. Thể tích NaOH cần dùng để đạt điểm cuối lần lượt là: Mẫu 1 — 75,0 mL; Mẫu 2 — 110. mL; Mẫu 3 — 155 mL; Mẫu 4 — 180. mL. Phản ứng xảy ra theo tỉ lệ mol 1 : 1 giữa acid và base.

aTính nồng độ của từng mẫu acid và cho biết mẫu nào đáp ứng yêu cầu của quy trình.
bHọc sinh dùng phenolphthalein (đổi màu quanh pH 8–10) làm chất chỉ thị. Giải thích vì sao lựa chọn này hợp lý, và nếu thay bằng methyl red (đổi màu quanh pH 4–6) thì nồng độ tính được sẽ lệch theo chiều nào.

1Bước 1: Tại điểm cuối, chất chỉ thị vừa đổi màu nên ta xem lượng NaOH đã nhỏ xuống đúng bằng lượng cần trung hòa hết acid. Số mol base tính bằng

n = M \times V

, với

V

đổi ra lít. Mẫu 1:

n = 0{,}20 \times 0{,}0750 = 1{,}50 \times 10^{-2}

mol; Mẫu 2:

n = 0{,}20 \times 0{,}110 = 2{,}20 \times 10^{-2}

mol; Mẫu 3:

n = 0{,}20 \times 0{,}155 = 3{,}10 \times 10^{-2}

mol; Mẫu 4:

n = 0{,}20 \times 0{,}180 = 3{,}60 \times 10^{-2}

mol.

Bạn nắm chắc chưa?

Quiz câu thật từ ngân hàng đề

Vài câu thật gắn đúng khái niệm này, chấm ngay kèm giải thích từng đáp án — hệ thống ghi nhớ bạn nắm tới đâu.

Tạo tài khoản miễn phí

Học tiếp từ đây

Bài học chứa thuật ngữ nàyPhản ứng hóa học · bài “Giới thiệu chuẩn độ” — khoá AP Chemistry

Cần trướcchất chỉ thị acid-base (sắp có)

Hay nhầm với

Thuật ngữKhác nhau ở đâuHay nhầm khi

điểm tương đươngequivalence point

Khác nhau ở đâuĐiểm tương đương là lúc lượng chất chuẩn vừa đủ để phản ứng hoàn toàn với chất cần phân tích. Điểm cuối là lúc chất chỉ thị đổi màu, đánh dấu kết thúc quá trình chuẩn độ.

Hay nhầm khiKhi làm bài tập chuẩn độ, học sinh thường nhầm hai điểm này là một

Nguồn tham khảo

[1]Chemistry The Central Science in SI Units 15th Expanded Global Edition. tr. 210, 246, 835.

2Ví dụ 2/2

Trong một thí nghiệm chuẩn độ oxi hóa – khử, dung dịch

\mathrm{H_2O_2}

phản ứng với

\mathrm{MnO_4^-}

trong môi trường acid theo phương trình:

5\,\mathrm{H_2O_2}(aq) + 2\,\mathrm{MnO_4^-}(aq) + 6\,\mathrm{H^+}(aq) \rightarrow 2\,\mathrm{Mn^{2+}}(aq) + 8\,\mathrm{H_2O}(l) + 5\,\mathrm{O_2}(g)

Dung dịch

\mathrm{KMnO_4}

0,0200 M màu tím đậm được nhỏ từ buret vào 25,0 mL dung dịch

\mathrm{H_2O_2}

không màu đã acid hóa. Người làm dừng lại khi thấy màu hồng nhạt bền trong toàn bình, ứng với thể tích 22,5 mL.

aGiải thích vì sao thí nghiệm này không cần thêm chất chỉ thị và điểm cuối được nhận ra bằng dấu hiệu nào.
bTính nồng độ mol của dung dịch $\mathrm{H_2O_2}$ ban đầu.

1Bước 1: Chừng nào

\mathrm{H_2O_2}

còn dư, mỗi giọt

\mathrm{MnO_4^-}

tím rơi xuống đều bị khử ngay thành

\mathrm{Mn^{2+}}

gần như không màu, nên dung dịch vẫn trong suốt. Khi

\mathrm{H_2O_2}

vừa hết, giọt

\mathrm{MnO_4^-}

tiếp theo không còn gì để phản ứng và ở lại trong bình, tạo màu hồng nhạt bền. Vì vậy

\mathrm{KMnO_4}

đóng vai trò chất tự chỉ thị (self-indicating) và không cần thêm chất chỉ thị (indicator) nào khác.

2Bước 2: Số mol

\mathrm{MnO_4^-}

đã dùng đến điểm cuối:

n = 0{,}0200 \times 0{,}0225 = 4{,}50 \times 10^{-4}

mol. Đây là lượng chất chuẩn (titrant) tính từ nồng độ buret và thể tích đọc được.

3Bước 3: Theo phương trình, cứ 2 mol

\mathrm{MnO_4^-}

phản ứng với 5 mol

\mathrm{H_2O_2}

, nên

n_{\mathrm{H_2O_2}} = \frac{5}{2} \times 4{,}50 \times 10^{-4} = 1{,}125 \times 10^{-3}\ \text{mol}.

Hệ số

5/2

chính là cầu nối giữa lượng chất trong buret và lượng chất trong bình.

4Bước 4: Chia số mol vừa tìm cho thể tích mẫu

0{,}0250

M = \frac{1{,}125 \times 10^{-3}}{0{,}0250} = 4{,}50 \times 10^{-2}\ \mathrm{M}.

Kết quả giữ ba chữ số có nghĩa theo dữ kiện đề cho.

5Bước 5: Cần lưu ý rằng màu hồng chỉ xuất hiện khi đã có một lượng dư rất nhỏ

\mathrm{MnO_4^-}

, nên điểm cuối luôn đi sau điểm tương đương một chút. Nếu người làm chờ đến khi màu tím rõ mới dừng, thể tích ghi được sẽ lớn hơn cần thiết và nồng độ

\mathrm{H_2O_2}

tính ra sẽ cao hơn giá trị thật.

6Bước 6: Thử với giả định thừa 0,30 mL:

n = 0{,}0200 \times 0{,}0222 = 4{,}44 \times 10^{-4}

mol, dẫn tới

M = 4{,}44 \times 10^{-2}

M. Sai lệch nhỏ nhưng cùng chiều dương, đúng như dự đoán ở Bước 5.

7Bước 7: Vì sai số này chỉ do một giọt dư, người ta hạn chế nó bằng cách nhỏ chậm từng giọt khi màu hồng bắt đầu tan chậm. Nhờ đó điểm cuối quan sát được bám sát điểm tương đương và kết quả đủ chính xác cho yêu cầu của đề.

Không cần chất chỉ thị vì ion $\mathrm{MnO_4^-}$ tự đổi màu: điểm cuối là lúc màu hồng nhạt đầu tiên tồn tại bền, cho thấy $\mathrm{H_2O_2}$ đã phản ứng hết. Từ 22,5 mL $\mathrm{KMnO_4}$ 0,0200 M và tỉ lệ 5 : 2, dung dịch $\mathrm{H_2O_2}$ ban đầu có nồng độ $4{,}50 \times 10^{-2}$ M.