Визначення рн розчинів - студопедія

Найпростіший і тому найбільш поширений спосіб визначення рН полягає в застосуванні кислотно-основних індикаторів. Точність цього способу визначення рН зазвичай невелика і складає близько однієї одиниці рН.

Індикатори - це найчастіше органічні сполуки, які змінюють забарвлення під впливом кислоти або підстави. Спільною рисою індикаторів є те, що вони піддаються в розчині кислотної або основної дисоціації і є слабкими електролітами.

Кислотний індикатор: HInd ↔ H + + Ind -

Основний: IndOH ↔ Ind + + OH -

Для визначення константи дисоціації використовуємо закон діючих мас

Концентрації іонів Н + і ОН - дорівнюватимуть:

Розглянемо зміна забарвлення індикатора в залежності від реакції середовища, на прикладі індикатора - слабкої кислоти.

При якоїсь певної реакції середовища кількість дисоційованому молекул дорівнює кількості недіссоціірованних. В цьому випадку [HInd] = [Ind -],

тобто їх відношення дорівнює 1. Отже в цьому випадку [H +] = Ккісл. Взявши негативний логарифм, отримаємо рН = рК.

рК - називається точкою переходу індикатора - це те значення рН при якому кількість недіссоціірованних і дисоційованому молекул однаково.

Зрушення реакції середовища в ту чи іншу сторону від точки переходу супроводжується порушенням співвідношення забарвлених форм індикатора і отже, зміною кольору, що вказує на переважання в розчині кислотних або лужних форм. Так, наприклад для індикатора метиловий червоний при рН <рК преобладает окраска недиссоциированных молекул (красная), при рН> рК переважає забарвлення аніонів - жовта, при рН = рК забарвлення буде змішана (помаранчева).

Точки переходу різних індикаторів відповідають різним значенням рН. Область значень рН, в якій відбувається помітне оком зміна кольору індикатора, називається зоною зміни забарвлення індикатора. Величина цієї зони виражається приблизно в 2 одиницях рН, тобто

Різні індикатори мають різну ширину своєї зони. Чим вже зона, то чутливіші індикатор. Точка переходу кожного індикатора лежить приблизно в середині зони зміни забарвлення.

Щоб індикатор міг виконувати свою функцію його кислотна форма повинна відрізнятися за забарвленням від основної. Метилоранж, метиловий червоний відносяться до так званим двоколірним індикаторами (помаранчевий - лужний розчин, червоний - кислий).

Фенолфталеїн - одноколірний індикатор (червоний - кислий розчин, безбарвний - лужної).

Для визначення рН розчину з більшою точністю, ніж 1 - 2 одиниці рН застосовують колориметричний і потенциометрический методи вимірювання. На практиці значно частіше використовують потенциометрический метод при якому значення рН визначають за допомогою приладу, який називається потенціометр або рН-метр. Він дозволяє точно виміряти е.р.с. елемента, що складається з двох електродів, занурених у досліджуваний розчин. Один з цих електродів виконує функцію електрода порівняння, тобто електрода з постійним і відомим потенціалом. Щодо цього електрода вимірюють потенціал другого індикаторного електрода. Його потенціал лінійно пов'язаний з логарифмом концентрації іонів водню. В якості основного індикаторного електрода використовують водневий, хінгідродний, сурм'яний або скляний електроди. Електродом порівняння служить каломельний електрод.