ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теория индикаторов из "Количественный анализ" Из рассмотренного примера видно, какое большое значенш имеет правильный выбор индикатора при титровании. Чтобы сознательно разобраться в этом основном вопросе объемного анализа, необходимо прежде всего познакомиться с теорией индикаторов. [c.252] Значение индикаторов для объемного анализа было оценено химиками давно. Однако вплоть до конца прошлого столетия исследования индикаторов носили чисто эмпирический характер и не затрагивали сущности тех физико-химических процессов, которые происходят при изменении окраски индикаторов. Причиной этого являлось отсутствие общей химической теории, которая могла бы послужить основой для разработки учения об индикаторах и позволила бы рассматривать все многообразие добытого экспериментального материала с одной общей точки зрения. [c.252] Согласно этой теории, индикаторы жтода нейтрализации представляют собой такие слабые органические кислоты или основания, у которых недиссоциированные молекулы и ионы ижют различную окраску. [c.253] При растворении лакмуса в воде недиссоциированные молекулы его, присутствуя совместно с ионами, придают раствору промежуточную, т. е фиолетовую, окраску. Если к этому фиолетовому раствору лакмуса прибавить каплю кислоты, например НС1, то приведенное выше равновесие сместится влево. Другими словами, введенные ионы Н+ свяжут большую часть имевшихся в растворе анионов Ind в недиссоциированные молекулы Hind, и раствор покраснеет. [c.253] Наоборот, если к раствору лакмуса прибавить щелочь, то ионы ОН последней будут связывать ионы Н+ индикатора в недиссоциированные молекулы НзО. В результате этого равновесие диссоциации индикатора сместится вправо, т. е. в сторону накопления в растворе анионов lnd , и раствор посинеет. [c.253] Добавляя к раствору щелочь, равновесие диссоциации индикатора смещают влево, и раствор приобретает окраску недиссоциированных июлекул 1п(ЮН. При подкислении (т. е. связывании ионов ОН ) оно смещается вправо, и раствор приобретает окраску катионов 1пд+. [c.254] Позднейшие экспериментальные следования ряда ученых показали, однако, что эта теория не вполне отвечает действительности. Именно, оказалось, что окраска органических соединений зависит от строения их молекул и что, следовательно, измениться она может только в результате какой-либо внутримолекулярной перегруппировки, изменяющей строение индикатора. В результате этих исследований возникла другая, так называемая хромофорная теория индикаторов. [c.254] Свое название эта теория получила от того, что окраска органических соединений приписывается наличию в молекулах особых атомных Групп (радикалов) или группировок двойных связей, иазыъа шых хромофорами. [c.254] Как видно из приведенной схемы, сущность этого превращения заключается в том, что бензольное ядро переходит в хиноид-ное. Именно образование хиноидного ядра и является причиной изменения окраски паранитрофенола при подщелачивании раствора. При его подкислении равновесие между обоими таутомерами смещается в противоположном направлении и желтый раствор индикатора обесцвечивается. [c.255] Напомним, что изомерами в органической химии называются соеди-к ия, имеющие одинаковый состав, но различное строение и вследствие этого отличающиеся друг от друга по свойствам. [c.255] То но так же объясняется с точки зрения хромофорной теории перемена окраски и у других индикаторов. [c.256] Как видно из сказанного, ионная и хромофорная теории совершенно различно освещают происходящие с индикаторами процессы и на первый взгляд кажутся несовместимыми друг с другом. Однако они не исключают, а наоборот, весьма удачно дополняют друг друга. [c.256] Однако вызванное этим процессом увеличение концентрации таутомера (В) должно, очевидно, повлечь за собой также и смещение равновесия (I) между обеими таутомерными формами индикатора. При этом желтая форма (В) будет превращаться в бесцветную форму (А) и раствор обесцветится. [c.257] Наоборот, прибавление какой-либо щелочи к бесцветному раствору паранитрофенола повлечет за собой связывание образуемых им ионов Н+и смещение равновесия (I), а за ним и равновесия (П) вправо. В результате этого молекулы формы (А) почти исчезнут из раствора, а анионы (С) накопятся в нем и раствор пожелтеет. [c.257] Из сказанного ясно, что в процессе развития науки обе теории объединились в единую ионно-хромофорную теорию индикаторов. 4 , Следует иметь в виду, что в то время как равновесие диссоциа-Цх Д индикатора устанавливается практически мгновенно, процесс таутомерного превращения протекает во времени. Поэтому перемена окраски индикаторов происходит не всегда достаточно быстро. Это обстоятельство является одним из наиболее убедительных доказательств наличия таутомерного превращения при перемене окраски индикаторов и было бы совершенно непонятно с точки зрения ионной теории индикаторов. Очевидно, что в объемном анализе могут применяться только те индикаторы, перемена окраски которых происходит с достаточной скоростью. [c.257] Следует заметить, что вопрос о связи между окраской органических соединений и их строением не является еще окончательно выясненным. Наряду с хромофорной существуют также и другие теории, например координационно-ионная и хинофенолятная . [c.257] В заключение рассмотрим несколько индикаторов, наиболее часто применяемых в аналитической практике. [c.257] Вернуться к основной статье