Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Индикаторы в методе кислотно-основного титрования




Индикаторы в методе кислотно-основного титрования

Индикаторами в методе кислотно-основного титрования служат вещества, меняющие свою окраску при изменении рН среды. Поэтому их называют кислотно-основными, или рН-индикаторами. Молекулы рН-индикаторов содержат так называемые хромофоры (носители цветности), т. е. особые группы атомов с сопряженными двойными связями и неподеленными парами электронов ( =С=О, -N=О, -N=N-, и т. д. ). Наиболее широко используются в анализе: метиловый оранжевый, фенолфталеин, лакмус, метиловый красный, тимолфталеин, бромтимоловый синий.

Сделать правильный выбор индикатора для титриметрического анализа можно лишь зная теорию индикаторов. Существует так называемая ионно-хромофорная теория индикаторов, объясняющая свойства таких индикаторов. Согласно ионной теории индикаторы, используемые в методе кислотно-основного титрования, – это слабые органические кислоты (или слабые органические основания), у которых недиссоциированные молекулы и образуемые ими ионы имеют различную окраску. Например, если упрощенно обозначить молекулы фенолфталеина через HInd, а анионы его – через Ind - , то можно записать следующее уравнение:

HInd H+ + Ind-

бесцветная малиновая

Достаточно к раствору, содержащему фенолфталеин, прибавить немного щелочи, как введенные ОН- -ионы станут связывать Н+ -ионы с образованием малодиссоциирующих молекул Н2О. Равновесие диссоциации индикатора сместится вправо, и накопление анионов Ind- - вызовет окрашивание раствора в малиновый цвет. Наоборот, если к раствору фенолфталеина добавить несколько капель кислоты, то будет подавляться диссоциация молекул индикатора. Равновесие сместится влево, и раствор обесцветится. Константа диссоциации для этого равновесия записывается следующим образом:

 

            (6)

Например, у метилового оранжевого , у фенолфталеина .

Из уравнения (6) легко найти концентрацию [H+], а затем рН:

 

       (7)

 

С учетом того, что обычно способность человека к восприятию окраски возможна, когда присутствие одной из окрашенных форм приблизительно в 10 раз больше концентрации другой, получим

 

  или  

 

                                (8)

 

т. е. интервал значений рН, в пределах которого индикатор изменяет свою окраску, простирается обычно на одну единицу рН в ту или другую сторону от величины рК индикатора. Этот интервал перехода окраски индикатора называют также областью перехода. Например, область перехода метилового оранжевого простирается от 3, 1 до 4, 4. При рН > 4, 4 метилоранж сохраняет желтую окраску, при рН < 3, 1 – розовую. Внутри этого интервала происходит изменение окраски «розовая↔ желтая», визуально воспринимаемое как оранжевый цвет. Область перехода фенолфталеина 8, 3 – 10, 0. При рН > 10, 0 фенолфталеин малиновый, при рН < 8, 3 – бесцветный. Внутри этого интервала происходит появление/исчезновение бледно-розовой окраски. В ходе титрования раствор титранта приливают до отчетливого изменения окраски индикатора. Значение рН, при котором наблюдается резкое изменение окраски индикатора, называют показателем титрования рТ. Например, у метилового оранжевого рТ = 4, у фенолфталеина значение рТ = 9. Обычно величина рТ находится внутри интервала перехода (см. таб. 1).

 

Таблица 1.

Интервал перехода окраски некоторых индикаторов.

Индикатор Интервал рНпер. окр. Показатель титрования рТ Изменение окраски
Метиловый оранжевый 3. 1-4. 4 3. 8 розовый/желтый
Фенолфталеин 8. 3-10. 0 9. 1 бесцветный/малиновый
Метиловый красный 4. 4-6. 2 5. 4 красный/желтый
Метиловый фиолетовый 0. 0-2. 0 1. 0 желтый/фиолетовый
Тимоловый синий 1. 2-2. 8 2. 0 розовый/желтый
Ализариновый желтый 10. 0-11. 8 11. 0 желтый/красный
Лакмус 5. 0-8. 0 6. 5 красный/синий

Для того чтобы погрешность титрования была наименьшей, надо чтобы изменение окраски индикатора происходило как можно ближе к точке эквивалентности (т. е. конечная точка титрования как можно больше соответствовала точке эквивалентности).

Неправильный выбор индикатора может исказить результат анализа. Чтобы этого не произошло, необходимо в каждом определении представлять, каким образом происходит изменение рН в процессе титрования, в какой среде лежит точка эквивалентности, как резко изменяется рН вблизи точки эквивалентности. Эти процессы описывают кривые титрования.

При выборе индикатора руководствуются следующим правилом: для титрования можно применять только те индикаторы, показатели титрования которых лежат в пределах скачка рН на кривой титрования, т. е. у правильно выбранного индикатора интервал перехода полностью или частично перекрывается скачком титрования на данной кривой.

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...