Кислотно-основні індикатори

Індикатори

Теоретичні відомості

План проведення заняття

Уміти

Знати

Навчальна мета

Матеріальне забезпечення

ІНДИКАТОРИ

Універсальні системи

Фосфатні системи

Буферні розчини для визначення рН

АЛГОРИТМ № 23

рН	0,2М Nа2НР04, мл	0,1 М лимонна кислота, мл	pН	0,2 М Nа2НРО4, мл	О,1 М лимонна кислота, мл
2,4	1,24	18,76	5,6	11,60	8,40
3,0	4,11	15,89	6,0	12,63	7,37
3,4	5,70	14,30	6,4	13,85	6,15
4,0	7,71	12,29	7,0	16,47	3,53
4,6	9,35	10,65	7,6	18,73	1,27
5,0	10,30	9,70	8,0	19,45	0,55

До 100 мл системи однакових об'ємів 0,04 М Н₃РО₄, 0,04 М СН₃СООН і 0,04 М Н₃ВО₃ додають х мл 0,2 н. розчину NаОН

РН	x	рН	x	РН	x
2,09	7,5	6,09	42,5	9,62	75,0
2,56	15,0	6,59	47,5	9,91	77,5
3,29	20,0	7,00	52,5	10,38	80,0
4,1	25,0	7,54	57,5	11,20	85,0
4,56	30,0	7,96	60,0	11,58	90,0
5,02	35,0	8,69	65,0	11,98	100,0
5,33	37,5	9,15	70,0

Питання для самоконтролю

1. Які розчини називають буферними?

2. Наведіть приклади буферних сумішей.

3. Як впливає на величину рН буферної суміші, що складаєть­ся з оцтової кислоти та її натрієвої солі, невелика кількість силь­ної кислоти?

4. Як впливає на величину рН буферної суміші, що складаєть­ся з гідроксиду амонію та хлориду амонію, невелика кількість лугу?

5. Чому розведення водою буферної суміші не змінює рН роз­чину?

6. Наведіть приклади застосування буферних сумішей.

7. Поясніть механізм дії і види буферних розчинів.

8. Поясніть, чому додавання невеликої кількості розчину гід­роксиду натрію в буферний розчин (Nа₂В₄О₇ + Н₃ВО₃) не змінює рН середовища.

9. Поясніть, чому розведення в 100 разів буферної суміші, що складається з NН₄ОН і NH₄С1, не змінює рН середовища.

Індикатори: метилоранж, метиловий червоний, лакмус, фенол­фталеїн.

1. Види індикаторів.

2. Характеристику індикаторів.

1. Приготувати розчини індикаторів (метилового оранжевого, метилового червоного, фенолфталеїну).

1. Індикатори, їх характеристика.

2. Приготування розчинів індикаторів:

а) метилового оранжевого;

б) метилового червоного;

в) фенолфталеїну.

Індикатори — хімічні речовини, за якими при титриметричних методах аналізу можна виявити, що до титрованого розчину дода­но еквівалентну кількість титранту. Зміни, які відбуваються з інди­каторами в точці еквівалентності, визначають візуальним або інструментальним методом.

Залежно від реакцій, на яких ґрунтуються титриметричні ме­тоди, індикатори бувають: кислотно-основні для водних і невод­них середовищ, металохромні (в комплексонометрії), адсорбційні (осадоутворювальні) і окисно-відновні. Розчини та індикаторні суміші готують з тонкорозтертих індикаторів і допоміжних речо­вин кваліфікації "хімічно чистий" або "чистий для аналізу". На­важку індикатору беруть з точністю 0,001 г і розчиняють у мірній колбі (розчин індикатору) або розтирають і перемішують у ступці з допоміжною речовиною (індикаторною сумішшю).

Для приготування розчинів індикаторів у розчині натру їдкого (0,02 моль/л) наважку індикатору розтирають у ступці з розчином лугу до розчинення. Отриманий розчин переносять у мірну колбу. З водорозчинних індикаторів готують 0,04 % водні розчини. Кількість індикатору, яку треба додати, повинна бути вказана. Роз­чини та індикатори суміші готують у витяжній шафі з викорис­танням індивідуальних засобів захисту (респіраторів, захисних окулярів, гумових рукавичок).

Індикатори, індикаторні суміші та розчини індикаторів збері­гають у захищеному від світла місці. Індикаторні суміші та розчи­ни змішаних індикаторів зберігають у банках або флаконах оран­жевого кольору (табл. 1).

Механізм дії індикаторів. Кислотно-основні індикатори зміню­ють свій колір при зміні рН середовища внаслідок зміни концент­рації йонів гідрогену. Індикатори існують в дисоційованій і неди-соційованій формах, які відрізняються забарвленням. Форми індикатору в розчині знаходяться в рівновазі, яка описується констан­тою:

H_ind H⁺ + Ind^-;

K = ; 50

pK = pH + lg ;

При зміні концентрації йонів гідрогену Н⁺ відбуваються зсуви рівноваги, які призводять до збільшення концентрації однієї з форм і зменшення іншої. При цьому змінюється забарвлення розчину. Наприклад, фенолфталеїн при [Н⁺] > 10 ^-9 (рН < 9) існує в основному в безбарвне недисоційованій формі, в лужному середовищі (рН >9) — в дисоційованій формі червоно-малинового забарвлення. Забар­влення індикатору змінюється в деякому інтервалі змін рН сере­довища, який називають інтервалом переходу індикатору з однієї форми в іншу. Кожен індикатор має свій інтервал переходу, який залежить від особливостей структури індикатору.

Показник титрування. Індикатори характеризують показником титрування рТ, який являє собою величину рН середини інтерва­лу переходу, коли [Н_Іnd] = [Іnd^-]. При цьому:

pT = pK = pH + lg = pH.

Наприклад, метиловий оранжевий змінює забарвлення від чер­воного до жовтого в інтервалі рН 3,1—4,4 і має показник титру­вання рТ 4,0. При рН 4 половина його молекул знаходиться в не­дисоційованій, половина — в дисоційованій формі. Вважають, що при рН = рТ титрування закінчується.

Забарвлення розчину залежить від його концентрації. Чим більша концентрація індикатору, тим інтенсивніше забарвлення розчину. Щоб уникнути неточностей, рекомендується до титрова­ного розчину завжди додавати відповідну кількість розчину інди­катору (1—2 краплі).

Метиловий оранжевий (натрієва сіль 4-диметиламіноазобензол-4'-сульфакислоти). Порошок жовто-оранжевого кольору, який утворює жовті розчини в лужному середовищі. У кислому середовищі індикатор змінює забарвлення до червоного внаслідок утворення хіноїдної сполуки.

Інтервал переходу забарвлення в межах рН 3,1 — 4,4, рТ 4. Ви­користовують 0,1% водний розчин метилового оранжевого. 0,05 г барвника розчиняють в 100 мл води, індикатор застосовують у кількості 1—4 краплі.

Метиловий червоний (М-диметиламіноазобензол-2-карбонова кислота). Подібна до будови метилового оранжевого. Порошок чер­воно-бурого кольору. В лужному середовищі знаходиться у вигляді жовтої азоформи, а в кислому переходить у червону хіноїдну форму. Інтервал переходу — в інтервалі змін рН 4,2—6,2, рТ 5. Використовують у вигляді 0,2 % розчину в 60 % етанолі. 0,2 г бар­вника розчиняють у 100 мл суміші, яка складається із 60 мл ети­лового спирту і 40 мл води. Індикатор застосовують у кількості 1— З краплі.

Лакмус. 1 г барвника розчиняють у 100 мл води. Застосовують 2—10 крапель.

Фенолфталеїн. 4,4-диоксифталофенол, порошок білого кольо­ру. Водні розчини в кислому середовищі безбарвні, в лужному — червоно-малинового кольору внаслідок утворення хіноїдного угру­повання.

Інтервал переходу при рН 8,0—10,0, рТ 9,0. Використовують у вигляді 0,1 % розчину в 50 % етанолі. У лужному середовищі (рН > 12) фенолфталеїн знебарвлюється.

0,1г барвника розчиняють у суміші спирту і води (70 мл етано­лу і ЗО мл води).

Таблиця 1. Характеристика індикаторів

Назва індикатору	. Забарвлення індикатору	Інтервал інди­катора в рН
	Кислотна форма	Лужна форма
Метилоранж	Червона	Жовта	З,1-4,4
Метил червоний	Червона	Жовта	4,2-6,2
Лакмус	Червона	Синя	5,0—8,0
Фенолфталеїн	Безбарвна	Червоно-фіолетова	8,0—9,8

Дата добавления: 2017-02-01