Для определения среды водных растворов
Кислотно-основными индикаторами называют вещества, меняющие свою окраску в определенной области значений рН раствора. Индикаторами могут быть слабые органические кислоты (HInd) и основания (IndOH), молекулы и ионы которых имеют разную окраску. При введении в исследуемый раствор индикаторы диссоциируют по одному из механизмов соответственно:
а) HInd H+ + Ind- ;
б) IndОН Ind- + ОН- .
Так как процессы диссоциации а) и б) обратимы, положение равновесия зависит от кислотности исследуемого раствора. В кислой среде индикаторы типа HInd в соответствии с принципом Ле-Шателье находятся преимущественно в виде молекул, и окраска соответствует молекулярной форме. Индикаторы-основания (IndОН) в кислой среде, напротив, будут присутствовать в своей ионной форме, которая обусловливает их соответствующую окраску, а в щелочной среде – в молекулярном виде.
Выражение для константы диссоциации кислотного индикатора имеет вид:
(40)
откуда , (41)
где - равновесные активности (концентрации) ионов Н+, кислотного индикатора в ионной форме и индикатора в молекулярной форме соответственно.
1.Если > , > , то раствор имеет окраску иона.
2.Если < < , то раствор имеет окраску недиссоциированной кислоты.
3.Если = = , то происходит смена окраски.
Из уравнения (41) после логарифмирования и перемены знаков можно прийти к выражению для рН в состоянии равновесия:
(42)
где .
. (43)
Из уравнения (43) следует, что изменение рН приводит к изменению соотношения основной и кислотной форм индикатора, а следовательно и к изменению цвета. Интервал, в котором глаз воспринимает переходный цвет, называется интервалом перехода индикатора. Он находится в границах рН:
рН = рКдис.HInd 1. (44)
Например, если константа индикатора КHind ≈ 10-7, то рКHind = 7, а интервал воспринимаемого перехода цвета находится в пределах значений рН от 6 до 8.
Таблица 16
Характерная окраска и интервалы перехода некоторых индикаторов
Индикатор | Интервал перехода рН | Окраска в более кислом растворе | Окраска в более щелочном растворе |
Метиловый оранжевый | 0,0 ÷ 2,0 | Красная | Желтая |
Метиловый красный | 3,1 ÷ 4,4 | Красная | Желтая |
Лакмус | 6,0 ÷ 8,0 | Красная | Синяя |
Фенолфталеин | 8,2 ÷ 10,0 | Бесцветная | Малиновая |
Ализариновый желтый | 10,1 ÷ 12,1 | Желтая | Оранжевая |
Окраска универсального индикатора (смеси индикаторов) изменяется от красной (при рН<3,4) через оранжевую (рН 3,4 – 4,7), желтую (рН 4,7 – 6,2), зеленую (рН 6,2 – 7,2), голубую (рН 7,2 – 8,5) до фиолетовой ( рН >8,5) (табл.16).
Для того, чтобы можно было пренебречь влиянием на рН реакционной среды самих индикаторов, их используют в очень небольших количествах .
Для более точных измерений рН среды используют приборы - рН-метры, с помощью которых можно определить рН растворов в диапазоне от 0 до 14 с точностью до 0.01 единицы рН.
Дата добавления: 2016-02-24; просмотров: 1171;