Индикаторы окислительно-восстановительного титрования

Требования, предъявляемые к окислительно-восстановительным реакциям, применяемым в титриметрии.

1) Реакции должны протекать до конца.

где Е Е - стандартные потенциалы редокс-пар, участвующих в данной реакции

n – число электронов, отдаваемое окислителем восстановителю.

Чем больше разность Е₁ – Е₂, тем больше константа.

2) Реакция должна протекать быстро. Следовательно, равенство реальных потенциалов окислительно-восстановительных пар должно устанавливаться практически мгновенно. Обычно титрование проводят при комнатной температуре, но иногда для ускорения медленно протекающих процессов растворы нагревают.

3) Реакция должна протекать стехиометрически.

4) Конечная точка титрования должна определяться точно и однозначно.

В титриметрическом редокс-методе конечную точку титрования определяют с применением индикаторов. Индикатором может выступать как сам реагент, так и специально вводимые индикаторы. Рассмотрим различные типы индикаторов.

1) Индикатор – сам реагент, участвующий в ОВР.

Примером может служить раствор титранта – перманганата калия.

Перманганат калия обладает интенсивной малиновой окраской, поэтому первые капли избыточного количества титранта окрашивают титруемый раствор в малиновый цвет. Титрование заканчивается при появлении устойчивой розово-малиновой окраски.

2)Индикатор может быть веществом, вступающим в реакцию с окислителем или восстановителем с образованием окрашенного соединения. Примером может быть раствор крахмала, который в присутствии йода окрашивается в синий цвет.

5) Третьим типом индикаторов являются соединения, которые при определённом потенциале раствора окисляются или восстанавливаются с изменением окраски. Такие индикаторы называют редокс–индикаторами.

Окислительно-восстановительные индикаторы бывают обратимыми и необратимыми. Обратимый индикатор меняет окраску в точке эквивалентности или вблизи её и при этом не разрушается. Необратимые индикаторы с изменением окраски вблизи от точки эквивалентности разрушаются.

Обратимые редокс-индикаторы

Окисленная и восстановленная форма индикатора имеют различную окраску. Полуреакции, соответствующие реакции редокс индикатора можно представить в виде

Где Ind Ind - соответствующие окисленные и восстановленные формы индикатора.

Окислительно-восстановительный потенциал редокс-пары

Описывается уравнением Нернста

Где Е₀ – стандартный окислительно-восстановительный потенциал данной редокс-пары. Как и в случае кислотно-основных индикаторов человеческий глаз воспринимает окраску той формы индикатора, концентрация которой превышает концентрацию другой в десять раз. То есть

Следовательно, интервал изменения окраски редокс-индикатора (интервал перехода) приближённо равен

Наиболее резкое изменение окраски наблюдается при равенстве концентрации обеих форм, то есть при значении потенциала раствора, равного:

В таблице даны некоторые окислительно-восстановительные индикаторы.

Индикатор	E^0, В	Цвет формы индикатора
окисленная	восстановленная
Нейтральный красный	-0,325 (рН 7) 0,247 (рН 0)	красный	бесцветный
Индигокармин	-0,125 (рН 7) 0,291 (рН 0)	синий	бесцветный
Метиленовая синяя	0,011 (рН 7) 0,532 (рН 0)	синий	бесцветный
Толуиленовый синий	0,115 (рН 7) 0,601 (рН 0)	синий	бесцветный
Вариаминовый синий	0,71	фиолетовый	бесцветный
Дифениламин	0,76	фиолетовый	бесцветный
Дифенилбензидин	0,76	фиолетовый	бесцветный
п -Этоксихризоидин	0,76	Бледно-жёлтый	красный
Дифениламин-4- сульфоновая к-та	0,84	Сине-фиолетовый	бесцветный
N-фенилантраниловая кислота	1,00	фиолетовый	бесцветный
Ферроин	1,06	Бледно-голубой	красный
Нитроферроин	1,25	Бледно-голубой	красный

Таблица Некоторые окислительно-восстановительные индикаторы

Одним из первых окислительно-восстановительных индикаторов был предложен дифениламин C₆H₅NHC₆H₅

В присутствии окислителя дифениламин претерпевает ряд изменений и превращается в окрашенный в фиолетовый цвет дифенилдифенохинондиимин.

Интервал перехода окраски Е = 0,76±0,03 В.

Одним из часто применяемых обратимых окислительно-восстановительных индикаторов является ферроин.

Необратимые индикаторы, например нейтральный красный при потенциале, равном потенциалу точки эквивалентности, необратимо разрушаются, вследствие чего исчезает присущая им окраска.

Дата добавления: 2014-12-26