Индикаторов

Некоторые вещества меняют свою окраску в зависимости от рН среды, поэтому с их помощью можно приблизительно установить значение рН раствора. Такие реагенты носят название кислотно-основных индикаторов и обычно представляют собой слабые органические кислоты или основания, окраска которых в недиссоциированном состоянии отличается от окраски их ионов.

При изменении рН раствора каждый индикатор изменяет свой цвет в определенном, характерном для него интервале значений рH, который называется областью перехода данного индикатора. В таблице, приведенной ниже, даны области перехода индикаторов, используемых в настоящей работе.

Таблица.

Независимо от того, в кислой или щелочной среде находится область перехода, форма индикатора, в которой он существует в растворах, имеющих рН меньше нижнего предела области перехода, называется его кислотной формой, а та форма, в которой он существует при значениях рН выше верхнего предела области перехода, называется щелочной формой. При значениях рН, лежащих внутри области перехода, окраска раствора получается смешанная, приближаясь по оттенку либо к кислотной, либо к щелочной форме в зависимости от рН среды.

1. Определение рН неизвестного раствора используя набор кислотно-основных индикаторов. Определение рН раствора при помощи набора индикаторов основано на изменении окраски испытуемого раствора при добавлении к нему разных индикаторов. Каждый индикатор добавляется к отдельной порции раствора и на основании нескольких наблюдений делается оценка рН среды как среднее арифметическое граничных значений рН области перехода индикаторов. Набор индикаторов позволяет определять рН среды с точностью ± 0,5рН. Начинать исследование целесообразнее всего с индикатора, имеющего область перехода близкую к рН = 7. Для решения задачи минимальным количеством шагов и соответственно объемом индикаторов можно применить следующую тактику. Отлейте небольшую часть раствора в другую пробирку и добавьте индикатор, интервал перехода которого лежит в середине среди предлагаемых, например, как в нашем случае, фенолфталеин. Если раствор приобретает малиновую окраску, то среда щелочная (рН = 10-14) и дальнейшие испытания по определению рН нужно вести при помощи индикаторов, интервал перехода у которых лежит в щелочной области, т.е. ализарина желтого и индигокармина. Если фенолфталеин в первой пробе остается бесцветным, то рН < 8. В этом случае дальнейшие исследования по определению рН надо вести при помощи индикатора, интервал перехода которого лежит в кислой области, т.е. паранитрофенола, метилоранжа и метилвиолета. Следующим шагом, тактически правильным, будет добавление метилоранжа (почему?).

2. Подавление диссоциации слабого электролита путем добавления одноименного иона. К2н раствору уксусной кислоты прибавить две капли метилоранжа и отметить окраску индикатора. Затем прибавить в пробирку несколько кристаллов ацетата аммония до изменения цвета раствора. Какизменился рН раствора? Написать уравнение реакции диссоциации уксусной кислоты и объяснить изменение цвета раствора, применяя принцип Ле-Шателье.

К 2 н раствору NH₄OH прилить две капли фенолфталеина, а затем прибавить несколько кристалликов ацетата аммония до изменения цвета раствора. Отметить рН раствора NH₄OH до и после прибавления CH₃COONH₄. Написать уравнение реакции диссоциации гидрата аммиака. Объяснить наблюдаемое явление на основе принципа Ле-Шателье.

3. Определение рН раствора при помощи универсального индикатора. Для приближенного определения рН удобно пользоваться так называемыми универсальными индикаторами. Они представляют собой смесь нескольких индикаторов, изменяющими окраску раствора в широком интервале значений рН. Бумага, пропитанная универсальным индикатором и высушенная, называется универсальной индикаторной бумагой. К пачке такой бумаги прилагается цветная шкала, показывающая, какие окраски принимает индикаторная бумага при различных значениях рН нанесенного на нее раствора. Универсальные индикаторы применяются и в виде растворов. В этом случае предварительно готовится серия эталонов в герметически закрытых сосудах с указанием на каждом из них значений рН, соответствующего цвету эталона раствора.

Выполнение работы: Определить рН 0,1 н растворов: соляной кислоты, уксусной кислоты, едкого натра, аммиака, а также водопроводной воды. Результаты внести в таблицу.

Написать уравнения реакции диссоциации вышеперечисленных электролитов.

Переход окраски универсального индикатора в зависимости от значений рН среды представлен в таблице:

Работа №32. Электрометрическое определение рН