ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кислотно-основные индикаторы для обнаружения конечной точки титрования из "Химическое разделение и измерение теория и практика аналитической химии" Стандартные растворы оснований обычно готовят из гидроксида натрия. Иногда используют два менее важных реагента для приготовления растворов стандартных оснований — гидроксид калия и гидроксид ба рия. Однако ни один из этих реагентов не существует в чистом виде. Твердый гидроксид натрия, например, постоянно содержит влагу и малые количества (до 2%) карбоната и хлорида натрия. Поэтому сначала готовят раствор гидроксида натрия приблизительной концентрации, который затем стандартизуют. [c.131] Растворы гидроксида натрия и калия также поглощают диоксид углерода, но образуются растворимые карбонаты. В случае, если эти соединения являются титрантами, поглощенный диоксид углерода не обязательно вызывает изменения эффективной концентрации раствора сильного основания, потому что карбонат-ион может реагировать с двумя протонами точно также как и два гидроксид-иона, которые нейтрализуются при поглощении молекулы диоксида углерода. Однако иногда используют такие индикаторы конечной точки титрования, которые меняют цвет при значении pH, которому соответствует только титрование карбоната до бикарбонат-иона, так что эффективная концентрация раствора основания получается меньше, чем ожидаемая. Эту трудность можно устранить, если выбрать такой индикатор конечной точки титрования, который изменяет цвет при значении pH, отвечающем добавлению двух ионов водорода к карбонат-иону. [c.132] Все же крайне желательно удалить карбонат-ион из раствора гидроксида натрия перед его стандартизацией, после чего стандартизованный раствор должен при хранении непосредственно не контактировать с атмосферой. Прекрасный метод приготовления свободных от карбонат-ионов растворов основан на свойстве нерастворимости карбоната натрия в очень концентрированных растворах гидроксида натрия. Если приготовить 50%-ный раствор гидроксида натрия, то практически нерастворимая примесь карбоната натрия осядет на дно сосуда примерно через день. Затем прозрачный сиропообразный раствор гидроксида натрия, свободный от карбонатов, можно тщательно декантировать и разбавить до нужной концентрации свежепрокипяченой и холодной дистиллированной водой. Стекло реагирует с растворами гидроксида натрия, поэтому стеклянные сосуды нельзя использовать для хранения этих растворов для кратковременного хранения этих растворов особенно удобны полиэтиленовые бутылки с завинчивающимися пробками. [c.132] Нет необходимости стандартизовать одновременно и раствор хлористоводородной кислоты, и раствор гидроксида натрия первичными стандартами, поскольку концентрацию любого из них можно устано вить титрованием одного другим. [c.132] Кислотно-основными индикаторами являются яркоокрашенные органические красители, молекулы которых содержат кислотные или основные функциональные группы. В растворах, содержащих одно из этих веществ, изменение pH приводит к потере или приобретению лро-тона молекулой кислотно-основного индикатора и к резкому изменению его цвета, так как процесс перехода протона сопровождается существенными структурными изменениями индикатора. [c.133] Излишне напоминать, что окраска двух форм различна. Хотя мьг и представили кислую форму в виде нейтральной молекулы, она часто имеет один отрицательный заряд, тогда сопряженное основание является друзарядным анионом важно отметить, что сопряженная основная форма всегда несет на один отрицательный заряд больше, чем кислая форма. Повышение концентрации ионов водорода — или уменьшение pH — приводит к образованию Hin, и раствор приобретает окраску кислой формы. И наоборот, увеличение pH сдвигает равновесие перехода протона в сторону образования In-, что приводит также к изменению окраски раствора. [c.133] Тем самым человеческий глаз может заметить изменение окраски только при таких значениях pH, когда отношение [In-] к [Hin] изменяется от 0,1 до 10. Для тех отношений, которые лежат между двумя этими пределами, раствор имеет промежуточную окраску — смесь цветов Hin и In-. [c.134] Эти результаты могут быть выражены через значения р/Со и, рН в виде следующих выражений. [c.134] Если рН р/Са—1, раствор приобретает окраску кислой формы (HIn). [c.134] Если рН р/Со+1, раствор имеет окраску основной формы (1п ). Кислотно-основной индикатор, константа диссоциации (Ка) которого равна 1,00-10 или р/Са=8,00, претерпевает изменение окраски, когда pH его раствора изменяется от 7 до 9 обратный переход окраски наступает, когда pH изменяется от 9 до 7. [c.134] Таким образом, в случае метилового красного наблюдается красная окраска индикатора, если в растворе присутствует в 8,0 раз больше кислой чем основной формы. Однако для того чтобы стало заметным появление желтой формы этого индикатора, в растворе должно быть в 12,5 раза больше основной формы, чем кислой. Другими словами, при рН=4,2 (и меньше) человеческий глаз различает присутствие красной кислой формы метилового красного, а желтой основной его формы — когда pH становится равным 6,2 (и больше). Интервал значений pH, внутри которого заметно изменение окраски индикатора, обычно называется интервалом pH перехода окраски. Следует заметить, что интервалы pH переходов окраски индикаторов, приведенные в табл. 4-1, обычно составляют около двух единиц pH, хотя для некоторых индикаторов они могут быть меньше, потому что человеческий глаз более чувствителен к одним цветам, чем к другим, и потому что одна форма индикатора может быть более интенсивно окрашена, чем другая, даже при одинаковых концентрациях. [c.135] Влияние концентрации индикатора. Большинство индикаторов, приведенных в табл. 4-1, имеют окрашенную как кислую, так и основную форму. Если общая концентрация двухцветного индикатора увеличивается, индивидуальные концентрации кислой и щелочной форм будут также пропорционально увеличиваться, и интервал pH перехода окраски индикатора должен оставаться без изменения, несмотря на то, что интенсивность окраски увеличивается. Несколько кислотно-основных индикаторов, помещенных в табл. 4-1, являются так называемыми одноцветными индикаторами. [c.136] Из последнего уравнения видно, что концентрация ионов водорода, при которой появляется розовая окраска, будет зависеть от [Н1п] — концентрации фенолфталеина в кислой форме. Если в растворе находится больше индикатора, значение [Н+] в конечной точке титрования будет больше и pH меньше. И наоборот, чем меньше индикатора находится в растворе, тем конечная точка титрования в большей степени сдвинута в сторону больших значений pH. [c.136] Вернуться к основной статье