Требования к индикаторам кислотно-основного титрования
Индикаторы кислотно-основного титрования должны отвечать следующим требованиям:
1) Окраска индикатора должна быть интенсивной даже при введении небольшого количества вещества и различаться в кислой и щёлочной среде.
2) Изменение окраски должно быть быстрым, чётким и обратимым.
3) Окраска индикатора должна изменяться в узком интервале рН раствора.
4) Индикатор должен изменять свою окраску в присутствии минимального избытка кислоты и щёлочи.
5) Индикатор должен быть стабильным и не разлагаться на воздухе и в растворе.
Ионно-хромофорная теория индикаторов. Индикаторы это органические соединения различных классов, содержащие в своём составе хромофорные группировки, такие как N=N, =C=S, N=O, хиноидные структуры и другие, которые и придают соединениям определённую окраску. Окраска соединения изменяется или усиливается в присутствии в соединениях ауксохромных групп (амина, гидрокси-, COOH, SO3H, AsO3H2). В растворах индикаторы присутствуют в различных таутомерных формах, находящихся в состоянии равновесия.
При увеличении кислотности среды равновесие смещается влево в сторону недиссоциированной формы индикатора. При увеличении концентрации гидроксид-анионов равновесие смещается вправо в сторону диссоциированной формы. Например лакмус в кислотной среде при рН < 7 окрашен в красный цвет, а при рН>7 в синий цвет, см. Таблицу. Константа кислотности индикатора равняется
Человеческий глаз воспринимает окраску одной из форм при определённой её концентрации в растворе. Для двухцветного индикатора присутствие одной из форм заметно, если концентрация этой формы в десять раз превышает концентрацию другой формы. Например, глаз замечает диссоциированную форму при соотношении 10: 1
, а недиссоциированную при 1: 10.
Тогда в интервале рН от рКа – до (рКа + глаз будет видеть смешанную окраску обеих форм, а за пределами этого интервала – чистую окраску одной из форм. Этот интервал называют интервалом перехода окраски индикатора:
Вводим обозначение рТ= рКа , эту величину называют показателем титрования индикатора. Получаем выражение для интервала перехода окраски индикатора
рТ= рКа ±1
Таблица 1 Величины pKa (при ионной силе около 0), pT и интервал перехода некоторых кислотно-основных индикаторов
| Индикатор | pKa | pT | Интервал перехода | Изменение окраски |
| Тимоловый синий | 1,65 | 2,0 | 1,2 – 2,8 | красная – жёлтая |
| Метиловый жёлтый | 3,1 | 3,0 | 2,9 – 4,0 | красная – жёлтая |
| Метиловый оранжевый | 3,5 | 4,0 | 3,2 – 4,4 | красная – жёлтая |
| Бромкрезоловый зелёный | 4,9 | 4,5 | 3,8 – 5,4 | жёлтая – синяя |
| Метиловый красный | 5,0 | 5,5 | 4,2 – 6,2 | красная – жёлтая |
| Бромкрезоловый пурпурный | 6,4 | 6,0 | 5,2 – 6,8 | жёлтая – фиолетовая |
| Бромтимоловый синий | 7,3 | 7,0 | 6,0 – 7,6 | жёлтая –синяя |
| Феноловый красный | 8,0 | 7,5 | 6,8 – 8,4 | жёлтая – красная |
| Тимоловый синий | 9,2 | 8,5 | 8,0 – 9,6 | жёлтая – красная |
| Фенолфталеин | 9,5 | 9,0 | 8,2 – 10,0 | бесцветная –красная |
| Тимолфталеин | 9,6 | 10,0 | 9,4 – 10,6 | бесцветная – синяя |
| Ализариновый Жёлтый | 10,1 | 11,0 | 9,7 – 10,8 | жёлтая – фиолетовая |
Если известна константа кислотной диссоциации индикатора, то можно оценить интервал изменения окраски индикатора.
рТ является фактически серединой области перехода окраски индикатора. Это значение отождествляется фактически с конечной точкой титрования. Выбирают индикатор для титрования так, чтобы область перехода окраски индикатора входила в скачок титрования. В Таблице даны наиболее часто использованные кислотно-основные индикаторы и их интервалы перехода.
Дата добавления: 2016-01-09; просмотров: 3856;