Индикаторы. Требования, предъявляемые к индикаторам.

Одним из наиболее широко применяемых способо.в фиксации точки эквивалентности является индикаторный метод, основанный на взаимодействии титруемого раствора с индикатором. При этом конечную точку титрования определяют по изменению цвета, появлению или исчезновению осадка (или мути), излучению света и т. п.

Индикаторами называют такие вещества, которые дают возможность с известной степенью достоверности установить конечную точку титрования. При правильном выборе индикатора точка эквивалентности совпадает с конечной точкой титрования.

Индикатор вводят в титруемый раствор. В процессе титрования индикатор все время находится в титруемом растворе. Такого рода индикаторы называют внутренними индикаторами.

Кислотно-основные индикаторы, реагирующие на изменение pH раствора. Эти индикаторы широко применяются в методах нейтрализации и колориметрии для определения pH среды. К ним относятся фенолфталеин (интервал перехода окраски при рН 8,2-9,8), метиловый оранжевый (Переход окраски метилового оранжевого от красной к оранжево-жёлтой наблюдается в интервале значений pH 3,1—4,4) и др. Кислотно-основные индикаторы меняют свою окраску при действии кислот и оснований. Эти изменения окраски зависят от степени изменения концентрации ионов водорода или pH раствора. В связи с этим представляет большой практический и теоретический интерес исследование поведения кислотно-основных индикаторов в процессе изменения pH растворов и выяснение причин изменения окраски индикаторов в кислой и щелочной средах.

Требования, предъявляемые к индикаторам: Окраска индикатора должна быть интенсивной и различаться в кислой и щелочной среде. Изменение окраски должно быть быстрым, четким и обратимым. Окраска индикатора должна меняться в узком интервале изменения рН раствора, в присутствии минимального избытка кислоты или щелочи. Индикатор должен быть стабильным, не разлагаться в водном растворе и на воздухе.

Интервал перехода – это зона между двумя значениями рН, соответствующими границам зоны, внутри которой наблюдается смешанная окраска индикатора.

Правила при выборе индикатора: Интервал перехода индикатора должен лежать в области скачка на кривой титрования. Для титрования слабых кислот используют индикаторы, меняющие свою окраску в слабощелочной среде (Пр: фенолфталеин, рТ = 9). Для титрования слабых оснований берут индикаторы, меняющие окраску в слабокислой среде (Пр: метиловый оранжевый, рТ = 4).

Показатель титрования кислотно-основного индикатора (рТ) – это значение рН, при котором наблюдатель наиболее отчетливо замечает изменение окраски индикатора и в этот момент считает титрование законченным. рТ = рН (в КТТ)

Буферные растворы

Для выполнения аналитических операций иногда необходимо поддерживать в исследуемом растворе определенную, приблизительно постоянную концентрацию водородных ионов, которая не должна изменяться при хранение, разбавление раствора, добавление к нему небольших количеств сильной кислоты или щелочи.

Растворы, pH которых почти не изменяется от прибавления небольших объемов сильных кислот или щелочей, а также от разбавления, называют буферными растворами. Они представляют собой смеси электролитов, содержащих одноименные ионы.

Например, ацетатный буферный раствор – это смесь уксусной кислоты и ацетата натрия, аммонийный буферный раствор – смесь NH₄OH и NH₄Cl.

Если к ацетатному буферному раствору прибавить немного NaOH, то последний нейтрализуется избытком уксусной кислоты. Ионы OH^- соединяются при этом с катионами водорода уксусной кислоты и образуют почти недиссоциирующую воду. Вместо израсходованных ионов H⁺ уксусная кислота, диссоциируя, дает новые. В результате pH раствора изменяется незначительно. Когда к ацетатному раствору прибавляют сильную кислоту, процесс идет иначе. В этом случае анионы CH3COO^-, соединяясь с ионами H⁺ сильной кислоты, образуют молекулы слабо диссоциирующей уксусной кислоты. К тому же диссоциация ее подавляется одноименными ионами CH3COO^-, присутствующими в растворе. Таким образом, сильная кислота заменяется слабой уксусной и концентрация ионов H⁺ изменяется мало. Не происходит заметного изменения pH и при разбавлении ацетатного буферного раствора водой, так как уменьшение концентрации ионов H⁺, связанное с разбавлением, компенсируется увеличением степени диссоциации уксусной кислоты.

При добавление щелочи к аммонийному буферному раствору концентрация ионов OH^- должна сильно увеличиться. Однако, поскольку аммонийный буферный раствор содержит большое количество катионов NH₄, образуемых хорошо диссоциирующим хлоридом аммония, эти катионы связывают ионы OH^- с образованием малодиссоциирующих молекулNH₄OH. Таким образом, концентрация ионов в растворе не увеличиться и величина pH остается практически неизменной. При взаимодействие компонентов амонийного буферного раствора с сильной кислотой ионы H⁺ соединяются с ионами OH^- гидроксида аммония и образуют малодиссоциирующие молекулы воды. Расход ионов OH^- возмещается диссоциацией NH₄OH и pH раствора почти не изменяется. Следовательно, от добавления к аммонийному буферному раствору небольших количеств щелочи или сильной кислоты pH раствора не изменяется сильно.

При введении в различные буферные растворы равных количеств кислоты или щелочи концентрации ионов H⁺ в них изменяется неодинаково, так как эти растворы обладают разным буферным действием.

Список использованной литературы:

1. Цитович И.К. 1994 г. «Курс аналитической химии»

2. Крешков А. П. 1971г. «Основы аналитической химии. Теоретические основы. Качественный анализ» Т2

3. http://science-konspect.org/?content=2579

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: