ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение pH среды при помощи индикаторов из "Курс аналитической химии Книга 2" Смешивая растворы различных индикаторов, можно получить универсальные индикаторы, изменяющие свою окраску на всем протяжении шкалы pH (см. книга I, гл. IV, 7). [c.203] Предположим, что к раствору прибавили каплю индикатора метилового оранжевого, отчего раствор приобрел желтую окраску. Из рис. 75 видно, что желтая окраска метилового оранжевого соответствует значениям pH от 4,4 до 14, т. е. взятый раствор может быть и слабокислым (рН=4,4—7), и нейтральным (pH =7), и слабощелочным (рН=7—10), и даже сильно щелочным (рН 10). Таким образом, в приведенном случае при помощи индикатора метилового оранжевого получим очень мало сведений о кислотности исследуемого раствора. Можно только сказать, что данный раствор не является сильнокислым. [c.203] Рассмотрим второй случай—исследуемый раствор от прибавления метилового оранжевого окрасился в розовый цвет. В этом случае на основании того же рис. 75 можно сделать более определенный вывод, а именно, что этот раствор сильнокислый, так как если бы он был слабокислым или щелочным, то от метилового оранжевого он стал бы желтым. Хотя это заключение более определенное, чем в первом случае, тем не менее и такая точность аналитика удовлетворить не может. [c.203] Наконец, рассмотрим третий случай, когда раствор от прибавления метилового оранжевого окрасился в промежуточный— оранжевый цвет. Зная, что метиловый оранжевый имеет оранжевую окраску только в интервале pH между 3,1 и 4,4 можно сказать, что pH раствора больше 3,1 и меньше 4,4. На основании этого примера можно сделать вывод индикатор только в том случае указывает определенное значение pH раствора, когда это значение pH соответствует переходной окраске индикатора, т. е. его интервалу перехода. [c.203] Таким образом, для определения различных значений pH растворов требуется не один индикатор, а целый набор их. С помощью таких наборов индикаторов можно определять реакцию среды растворов с точностью до 0,1—0,3 единицы pH. [c.203] Интервалы перехода индикаторов, приведенные на рис. 75, перекрывают большую часть шкалы pH (от 3 до 10), т. е. как раз тот интервал значений pH, в котором обычно заканчивается большинство титрований. Поэтому в обычной практике вполне можно удовлетвориться четырьмя или даже тремя из приведенных индикаторов. Определение нейтральной точки (pH=7) при титровании совсем не обязательно. [c.204] При пользовании индикаторами не следует забывать, что сами индикаторы в большинстзе случаев являются кислотами. Например, метиловый оранжевый более сильная кислота, чем уксусная. Поэтому прибавление индикатора к титруемому раствору в больших количествах поведет к значительным ошибкам, так как рабочий раствор будет расходоваться также на нейтрализацию Н -ионов индикатора, протекающую с образованием хорошо диссоциирующей соли. Кроме того, чем выше концентрация индикатора, тем меньше будет резкость изменения его цвета, что также приведет к увеличению ошибки определения. [c.204] Выбор индикатора. Приступая к титрованию, необходимо сначала рассчитать значение pH, при котором следует закончить титрование раствора. В соответствии с этим значением pH и выбирают индикатор, так как нужно, чтобы индикатор изменял цвет при значении pH, отвечающем точке эквивалентности данного титрования. Например, если точка эквивалентности при титровании уксусной кислоты едким натром лежит около рН=9, то для выполнения этого титрования нужно взять индикатор с интервалом перехода также около 9. По табл. 5 находим, что таким индикатором является фенолфталеин (интервал перехода между рН=8 и рН = 10). Прибавив каплю раствора фенолфталеина к титруемому раствору уксусной кислоты, получим бесцветный раствор, к которому нужно прибавлять щелочь до тех пор, пока он не окрасится в розовый цвет. В этот момент pH раствора будет равен 9, что и укажет на достижение эквивалентного соотношения между кислотой и щелочью. Тогда титрование нужно прекратить и сделать отсчет по бюретке. [c.204] В действительности нет необходимости подыскивать индикатор, для которого pH интервала превращения строго соответствует pH точки эквивалентности данного титрования. Как показывают кривые титрования, точка эквивалентности лежит приблизительно в -середине скачка pH, а этот скачок наступает при изменении pH раствора от прибавления последней капли рабочего раствора. Поэтому от прибавления последней капли изменят цвет все индикаторы, интервал перехода которых соответствует скачку титрования. [c.204] Поскольку все виды титрований, встречающиеся в методе нейтрализации, сводятся к трем основным типам, которым соответствуют три типа кривых титрования (рис. 76), рассмотрим вопрос о выборе индикатора для каждого из этих случаев. [c.205] Титрование сильной кислоты сильным основанием. Как показывает кривая (а) титрования сильной кислоты сильным основанием, последняя капля рабочего раствора щелочи в этом случае вызывает очень резкое изменение pH (от 4 до 10). В указанных пределах значений pH наблюдается изменение оКрасКи большинства рассматриваемых индикаторов. Следовательно, в этом случае применение любого из перечисленных выше индикаторов (см. табл. 5 и рис. 76), кроме первого и последнего, приведет к приблизительно одинаковому результату. [c.205] Чтобы показать, какие ошибки могут возникнуть вследствие неправильного выбора индикатора, рассмотрим в качестве примера случай титрования 0,1 н, раствора уксусной кислоты 0,1 н. раствором едкого натра в присутствии различных индикаторов. [c.206] Предположим, что для этой цели мы воспользовались метиловым оранжевым с интервалом перехода от 3,1 до 4,4 единиц pH. Как показывает кривая (см. рис. 71, стр. 192), до начала титрования pH=2,87. Следовательно, прибавленный метиловый оранжевый окрасит раствор в розовый цвет. Но уже в самом начале титрования значение pH раствора становится равным 3, т. е. после приливания всего около 0,5 мл рабочего раствора, раствор примет желтоватый оттенок, так как верхняя граница интервала перехода метилового оранжевого составляет 3,1. Зная, что рабочего раствора израсходовано еще очень мало, мы, конечно, продолжим титрование дальше, однако после приливания 6 мл рабочего раствора титруемый раствор приобретает значение pH=4,4 и станет желтым (так как для метилового оранжевого 4,4—нижняя граница интервала перехода). Это означает, что при продолжении титрования цвет раствора больше изменяться не будет, поэтому титрование приходится прекратить, хотя израсходовано всего 6 мл рабочего раствора вместо требуемых 20 мл. Найденное количество СН3СООН окажется в 3— 4 раза меньше действительно заключающегося в титруемом растворе. [c.206] Конечно, такая ошибка в аналитической работе совершенно недопустима. [c.207] Титрование слабого основания сильной кислотой. Форма соответствующей кривой титрования (см. рис. 76, кривая в) показывает, что в этом случае скачок pH происходит в интервале значений pH от 4 до 6. Следовательно, наиболее подходящим индикатором будет метиловый красный с областью перехода от 4,2 до 6,2 единиц pH. [c.207] Титрование со свидетелем . Точность титрования во многом зависит от точности определения цвета титруемого раствора. Поэтому при титровании полезно пользоваться так называемым свидетелем, т. е. образцовым раствором, имеющим такую же окраску, как та, при которой нужно закончить титрование. При титровании свидетель ставят около сосуда с титруемым раствором для сравнения их окраски. Свидегель обязательно должен быть приготовлен в сосуде такой же формы и емкости, как тот, в котором проводят титрование. Оба сосуда должны быть сделаны из одинакового стекла. Объем образцового раствора должен быть равен объему титруемого раствора в конце титрования. Индикатор к свидетелю и титруемому раствору нужно прибавлять в одинаковом количестве—по 1 капле на 25 мл раствора. [c.207] Применение светофильтров при титровании. Определение окраски индикатора часто затрудняется вследствие плохого освещения. Особенно трудно различать желтые оттенки растворов при электрическом освещении. Поэтому. лучше всего, чтобы лаборатория была оборудована лампами дневного света, который меньше искажает цвета. [c.207] При работе в вечернее время при обычном электрическом освещении хорошие результаты дает применение светофильтров. Светофильтром называется пластинка из окрашенного стекла, сквозь которую или на фоне которой рассматривают окрашенный раствор. При использовании светофильтра растворы приобретают цвета, лучше различаемые при вечернем освещении. Например, метиловый оранжевый при титров-ании без светофильтра меняет цвета в последовательности розовый—оранжевый—желтый. При рассматривании через синий светофильтр розовый цвет становится фиолетовым, оранжевый—серым, а желтый—зеленым. [c.207] Вместо употребления светофильтра можно к индикатору прибавить синий краситель—индигокармин. Такой индикатор носит название вечернего и с успехом применяется при работе в вечерних и ночных сменах. [c.207] Характеристика наиболее употребительных индикаторов. Обычно при выполнении анализов методом нейтрализации употребляют следующие индикаторы. [c.208] Вернуться к основной статье