Một nhóm học sinh tiến hành nghiên cứu hàm lượng CaCO3 trong vỏ trứng gà với giả thuyết: “Hàm lượng CaCO3 trong mẫu vỏ trứng gà ta khảo sát đạt trên 85% về khối lượng”. Nhóm học sinh làm như sau:
• Bước 1: Cân 2,0 gam bột vỏ trứng khô cho vào bình tam giác.
• Bước 2: Thêm chính xác 50,0 mL dung dịch HCl 1,0 M (dư), lắc đều đến khi không còn khí bay ra. Đun sôi nhẹ, rồi để nguội. Lọc dung dịch thu được 50,0 mL dung dịch X.
• Bước 3: Cho 10,0 mL dung dịch X vào bình tam giác, thêm vài giọt phenolphtalein và chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0,1 M đến khi dung dịch xuất hiện màu hồng nhạt bền trong 30 giây thì dừng lại.
Lặp lại bước 3 ba lần thu ghi nhận được thể tích NaOH tiêu tốn lần lượt là 30,0 mL; 30,1 mL và 29,9 mL. Xét trong vỏ trứng chỉ có CaCO3 phản ứng với HCl.
a) Kết quả thu được từ các thí nghiệm phù hợp với giả thuyết ban đầu của nhóm học sinh.
b) Việc đun sôi nhẹ dung dịch sau phản ứng ở bước 2 nhằm loại bỏ khí CO2 hòa tan, hạn chế sai lệch kết quả khi chuẩn độ.
c) Giá trị trung bình số mol NaOH tiêu tốn để trung hòa hết lượng HCl dư trong 50,0 mL dung dịch X là 0,003 mol.
d) Không xác định được hàm lượng CaCO3 trong vỏ trứng bằng phương pháp chuẩn độ trực tiếp mẫu bột vỏ trứng với dung dịch HCl do phản ứng chậm và khó xác định điểm tương đương.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Đúng:
nHCl dư (10 mL X) = nNaOH trung bình = 3 mmol
—> nHCl dư (50 mL X) = 15 mmol
nHCl ban đầu = 50 mmol
—> nHCl phản ứng với CaCO3 = 50 – 15 = 35 mmol
—> nCaCO3 = 17,5 mmol
%CaCO3 = 17,5.100/2000 = 87,5% > 85% nên giả thuyết đúng.
(b) Đúng, độ tan của chất khí giảm mạnh khi nhiệt độ tăng, vì vậy đun sôi sẽ đẩy hết CO2 hòa tan ra ngoài. Việc làm này là cần thiết vì CO2 tác dụng được với dung dịch NaOH nên sẽ gây sai số.
(c) Sai, để trung hòa 50 mL X cần nNaOH = 15 mmol = 0,015 mol
(d) Đúng, vỏ trứng ở trạng thái rắn có nhiều tạp chất nên phản ứng chậm, vì vậy bắt buộc phải dùng HCl dư để tăng tốc độ phản ứng, đồng thời giúp CaCO3 tan hoàn toàn —> Không thể xác định trực tiếp lượng HCl đã hòa tan CaCO3.