Інтервал переходу індикаторів - портал аналітичної хімії

Зміна забарвлення кислотно-основних індикаторів відбувається при введенні в розчин H + - і ОН

-іонів. Але введення цих іонів змінює, очевидно, рН розчину.

Зв'язок між забарвленням того чи іншого індикатора і величиною рН розчину неважко встановити, виходячи з іонно-хромофорной теорії індикаторів.

У цій схемі через Hind0 позначена одна з таутомерних форм індикатора, через Hind - інша таутомерну форма і через Ind- - аніони, утворені Hind. Оскільки в сильнокислому розчинах практично весь індикатор присутній у вигляді молекул Hind0, а в сільнощелочних розчинах - у вигляді аніонів Ind-, перші можна назвати кислотної формою, а другі - лужної формою індикатора. До кожного з написаних вище рівноваг (I) і (II) можна застосувати закон дії мас.

Рівняння (2), що є основним рівнянням теорії індикатора, висловлює залежність між забарвленням індикатора і величиною рН розчину.

Оскільки показник рК є величину, постійну для даного індикатора (при незмінній температурі), з рівняння (2) випливає, що при будь-якій зміні рН розчину повинна 'змінюватися величина відносини скисло. ф / Сщел. ф- Однак далеко не всяка зміна цього відносини сприймається як зміна забарвлення.

Око людини має обмежену здатність до сприйняття барв і зазвичай перестає помічати присутність однієї з забарвлених форм індикатора, якщо концентрація приблизно в 10 разів менше концентрації іншої форми. Внаслідок цього забарвлення будь-якого індикатора змінюється при кожній зміні рН, а лише всередині певного інтервалу значень рН, званого-інтервалом переходу індикатора.

Інтервал рН переходу забарвлення найважливіших індикаторів.

При рН 3,0 або менше очей бачить забарвлення кислотної форми індикатора (т. Е. Рожеву), а при рН 4,4 або більше - забарвлення лужної форми (жовту). Усередині ж зазначеного інтервалу значень рН забарвлення метилового оранжевого поступово переходить з рожевої в жовту, так що кожному значенню рН в цьому інтервалі відповідає певний відтінок забарвлення.

Відомо багато рН-індикаторів, причому величини здаються констант іонізації їх різняться між собою вельми сильно. Внаслідок цього інтервали переходу різних індикаторів покривають практично всю шкалу рН, починаючи від рН 0 до рН 12 і вище. Сказане ілюструється табл. 11 і рис. 43, на якому інтервали переходу найважливіших рН-індикаторів зображені графічно у вигляді заштрихованих прямокутників. На малюнку

Таблиця II. Інтервали переходу найважливіших кислотно-основних індикаторів

* Або вода з додаванням 5.7 мл 0,05 я. розчину NaOH на 100 мг індикаторі.

** Або вода з додаванням 3,2 мл 0,03 н. розчину NaOH ва 100 ж індикатора.

вказані також (початковими буквами) забарвлення кислотної (зліва) і лужної (праворуч) форм індикаторів.

З усіх проміжних відтінків забарвлення індикаторів найбільший інтерес представляє той відтінок, при якому закінчують титрування. Наприклад, якщо титрують 0,1 н. розчин NaOH (рН якого дорівнює

13) соляною кислотою в присутності метилового оранжевого, то забарвлення індикатора, незважаючи на поступове сніженіе.велічіни рп, буде весь час залишатися чисто-жовтої, аж до того моменту, коли рН розчину стане рівним 4,4.

З цього моменту забарвлення індикатора почне змінюватися. Цілком - виразним це зміна стане, проте, тільки при рН 4,0, коли розчин набуває легкоразлічімий рожево-оранжевого відтінку. До отримання цього відтінку і продовжують титрування з метиловим оранжевим, закінчуючи його при рН 4,0.

Те значення рН, при якому закінчується титрування з даними індикатором, називається його показником титрування і позначається через рТ. Отже, у метилового оранжевого показник титрування рТ = 4,0.

Нижче наведені величини рТ для чотирьох найбільш поширених індикаторів:

* Слід зауважити, що рТ фенолфталеина і інших одноколірних індикаторів залежить від концентрації їх в розчині. Так, при вживанні 2 - 3 крапель ОЛК-ного розчину фенолфталеїну на 50 мл розчину блідо-рожеве забарвлення розчину, поява якої служить показником закінчення титрування, спостерігається при рН 9. Навпаки, введення такої ж кількості крапель 1% -ного розчину фенолфталеїну або більшого кількості крапель O.lS-ного розчину дає цілком виразно рожево забарвлення вже при рН 8. Значить, в цьому випадку рТ фенолфталеина дорівнює 8.

Оскільки величина рТ відповідає одній з проміжних забарвлень індикатора, вона знаходиться всередині інтервалу переходу. Тому, якщо величина рТ не дана, можна прийняти, що вона лежить в середині зазначеного інтервалу, т. Е. Приблизно дорівнює показнику індикатора р / С.