Оглавление:
Кислотно-основные индикаторы
- Основные показатели кислоты Кислотные индикаторы меняют цвет в зависимости от рН раствора. Как вы знаете, кисломус Красный в щелочной среде, синий в щелочной среде, метиловый оранжевый в красной в кислой среде и желтый в щелочной среде.
- В зависимости от их химической природы кислотно-основными показателями являются слабые органические кислоты или слабые основания, которые частично растворяются в растворе: Hind = H + -f Ind «, (3,66) Здесь Hind — недиссоциированная индикаторная молекула. Ind является анионом индикатора. Согласно теории окрашивания ионов Оствальдом, цвет индикатора Хинда и недиссоциированной молекулы аниона индия различен.
Эта теория коррелирует изменения цвета индикатора и рН со сдвигом в равновесии диссоциации (3,66). Людмила Фирмаль
Позже, когда кислотность уменьшается, концентрация Ind увеличивается, а цвет раствора меняется. Если один из форматов индикатора (Hind или Ind) является бесцветным, индикатор называется одним цветом, а не двумя цветами. формиламидо. Индикаторы появления (например, фенолфталеин), которые изменяют рН растворов монохроматического отбеливателя или когда происходит окрашивание.
Равновесие (3.66) следует закону рабочей массы и количественно характеризуется показателем постоянной диссоциации ki _ ° H’fllnri- _ (Н *) [Ind] VH’VliKl-H, nd «Hind (Hind) YHlnd С этой точки зрения одним из наиболее широко используемых показателей является метиловый оранжевый. Кислая форма Хинда — красная, а щелочной инд — желтый. Константа концентрации диссоциации индикатора [H4] (Ind | (3,67) AH, nd-PTGTTaG
Дает форму выражения (3.67) Кнш _ (Инд «) 1NT ~ (хинди (368) Соотношение (3.68) показывает, что с увеличением концентрации ионов водорода отношение [Ind ~] / [Hind] уменьшается, поэтому интенсивность желтого цвета также уменьшается. Когда кислотность раствора уменьшается, отношение [Ind ») / [Hind] увеличивается, а интенсивность желтого цвета увеличивается.
При логарифме уравнение (3.68) принимает вид: PH = P * mnd + ‘g [h ^ Jj (3.69) Если содержимое различно, человеческий глаз может установить внешний вид с помощью окрашивающих растворов частиц разных цветов. То есть 10% от общего количества цветных частиц.
Другими словами, отношение [Ind) / [HInd] находится в диапазоне от 1/110 до 10/1. То есть, если [Ind | / [Hind | ^ [Ind ~] / [Hind] ^ 0.1 — чисто красный, то решение 10 глазами будет признано чисто желтым. В диапазоне 10 ^ [Ind «| / [Hind] ^ 0.1 раствор метилового оранжевого будет оранжевым. Диапазон pH, в котором изменяется цвет индикатора T, называется переходным валом индикатора. Чтобы найти его, замените предельное значение отношения в формуле (3.69) | Ind ~] / [HInd |, 10 и 0.1: LRH = pKish + log j ^ Jj = pA’nind ± ‘(370)
Уравнение (3.70) показывает, что интервал перехода индикатора составляет около 2 единиц pH. Диапазон pH, в котором находится интервал перехода индикатора, определяется p / CHi. Соотношение (3,70) является приблизительным. Это связано с тем, что спектральная чувствительность глаза и разница между кислотой и силой цвета индикатора цвета шелка не принимаются во внимание.
Для метилового оранжевого p / CHind = 3,46. Из уравнения (3.70) изменение цвета метилового оранжевого происходит в диапазоне рН от 2,46 до 4,46. Экспериментально наблюдаемый интервал перехода этого показателя находится в диапазоне рН 3,1-4,4. В случае индикаторов, которые представляют собой многоосновные кислоты, наблюдается несколько интервалов перехода.
Например, двухосновный тимоловый синий pA’i, H? Ind> = 1.65 и p / C2 (H.ind> = 9.20, следовательно, есть два переходных интервала. Первый интервал находится в кислой области (L pH 1.2..2.8), второй щелочной (D pH 8,0 … 9,6). Изменение цвета индикатора связано с большим изменением его молекулярной структуры.
- Согласно теории хромофора, цвет соединения связан с внутримолекулярным присутствием так называемых хромофорных групп, включая N07, -N = N- и так далее. Хром, который влияет на цвет даже в присутствии хромофоров. Согласно этой теории, связывание или десорбция протонов вызывает перестройку молекулы индикатора, в результате чего цвет индикатора изменяется по мере появления и исчезновения новых хромофорных групп.
Более общая квантовомеханическая интерпретация изменений цвета индикатора основана на рассмотрении изменений в распределении электронной плотности при взаимодействии протона с индикатором. Структурное изменение раствора метилового оранжевого с изменением рН можно выразить в схеме (CH3) 2N — N = N — S03- + H4 ‘= lnd ~ (желтый) Задний (красный)
Смешивание нескольких индикаторов дает так называемый универсальный индикатор, который непрерывно меняет цвет в широком диапазоне pH и подходит для приблизительного измерения pH в этом диапазоне. Людмила Фирмаль
Слабые органические основания также могут быть использованы в качестве кислотно-основных индикаторов. Если B является молекулой такого индикатора, взаимодействие с протонами описывается схемой B -f LF = BH + (3,71) Процесс (3.71) характеризуется постоянной протонирования Л’в. до _ flH | H * 1 (B) Un-Uv Lv avn * | BH + | uhv *
Частицы B и BH + различаются по цвету. Для индикаторной базы все эти соображения, ранее высказанные для индикаторной кислоты в терминах интервала перехода и других свойств и характеристик, остаются в силе.
Многие внешние факторы: наличие температуры, нейтральные электролиты, неводные растворители, коллоиды и т. Д. Оказывают большое влияние на константу диссоциации индикатора, его интервал перехода, диапазон рН перехода, спектр индикатора и другие свойства. Соляной эффект.
Уравнение (2.11) показывает, что чем выше заряд ионизированной формы индикатора (HInd * + или Ind ‘»), тем более выражен солевой эффект и, как правило, ниже значение p / CH | P <| это указывает на то. Показатель константы диссоциации, а следовательно, и интервал перехода сдвинут. Для биполярных цвиттерионов этот эффект относительно невелик.
Изменение цвета индикатора часто связано с изменением равновесия диссоциации индикатора, но фактически введение электролита увеличивает диссоциацию слабой кислоты в растворе, а также индикатора. Присутствие нейтральных солей в растворе часто вызывает уменьшение интенсивности цвета индикатора. Расстояние между индикаторами и переходная область также зависят от температуры.
Так, например, диапазон перехода метилового оранжевого при комнатной температуре находится в диапазоне рН 3,1-4,4, а при 100 ° С он находится в диапазоне 2,5-3,7. Здесь изменение температуры влияет на константу диссоциации Ks индикатора и константы диссоциации других слабых кислот в растворе.
Нужно обратить внимание на температуру Sulf 度 Некоторые индикаторы сульфофталеина и другие индикаторы типа Хинда менее чувствительны и могут использоваться в растворах при различных температурах без внесения поправок.
Смотрите также:
Решение задач по аналитической химии
| Многоосновные кислоты и основания | Функция кислотности Гаммета |
| Буферные растворы | Влияние ионной силы и температуры на кислотно-основные равновесия |
