ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кривые титрования. Титрование сильных кислот сильными осно— ваниями (или обратно) из "Количественный анализ" Можно сказать, что окраска индикаторов зависит от величины pH, вследствие чего их можно назвать рН-индикатора.ни. [c.263] Величина К называется кажущейся константой диссоциации индикатора. [c.264] Здесь pK=— g К представляет собой так называемый показатель индикатора. [c.264] Уравнение (2), являюш,ееся основным уравнением теории индикаторов, выражает зависимость между окраской индикатора и величиной pH раствора. [c.264] Но обе эти формы индикатора имеют различные окраски, и, следовательно, от величины указанного отношения зависит оттенок окраски, принимаемый индикатором в растворе. [c.264] Чтобы яснее представить себе это, рассмотрим табл. 9. [c.265] Положим теперь, что pH раствора постепенно понижают, прибавляя к раствору какую-либо кислоту. Тогда равновеске между обеими формами индикатора будет все больше и больше смеш,аться в сторону увеличения Ск сл. ф. за счет соответствующего уменьшения Сще,,. ф. [c.266] Если прибавление кислоты продолжать дальше, то, несмотря на все большее увеличение Скисл, ф и уменьшение Сщел. ф. никакого заметного для глаза изменения окраски оно уже не вызовет. Действительно, окрашенную в синий цвет щелочную форму индикатора перестают замечать уже тогда., когда концентрация ее составляет 0,1 от Скнсл. ф. (т. е. при рН=р/С—1). Теперь же (для рН р/С—1), при еще меньшей концентрации щелочной формы, ее присутствие в растворе и подавно не скажется на окраске. [c.266] Дальше сколько бы щелочи ни прибавляли к раствору, окраска его будет оставаться такой же (синей), как и при рН=р/СН-1. [c.267] Итак область перехода простирается обычно на одну единицу pH в ту и другую сторону от величины рК индикатора, т. е. [c.267] Например, у фенолфталеина, константа диссоциации которого равна 10 область перехода должна лежать между pH 8 и pH 10, что и наблюдается в действительности. При этом вплоть до pH 8 будет наблюдаться окраска кислотной формы индикатора, т. е. раствор будет бесцветным, а начиная с pH 10—окраска щелочной формы, т. е. красная. В интервале же от pH 8 до pH 10 бесцветный раствор постепенно принимает ярко-красную окраску. [c.267] Подобно этому у индикатора фенолового красного (К= =0,3 10 ) величина р/С=—lg6,3 10 =—(0,8—8)=7,2. Сте-довательно, согласно уравнению (3), область перехода его должна лежать в пределах от pH 6,2 до pH 8,2. В действительности она несколько уже (6,4—8,0), что легко объясняется меньшей чувствительностью глаза к окраскам этого индикатора. Именно глг ч перестает здесь замечать присутствие одной из форм индикатора, начиная с того момента, когда ее концентрация не в 10, а приблизительно в 6,3 раза меньше, чем концентрация другой формы. Следовательно, область перехода pH=7,2 lg6,3=7,2 0,8, т. е. она лежит в пределах 6,4—8,0. [c.267] У метилового оранжевого одну из окрашенных форм глаз перестает замечать в тот момент, когда концентрация ее всего в 4 раза меньше, чем концентрация другой формы. Поэтому область перехода этого индикатора значительно уже, чем у большинства других индикаторов, и лежит в пределах pH от 3,1 до 4,4. При pH 3,1 или меньше глаз видит окраску кислотной формы индикатора (т. е. розовую), а при pH 4,4 или больше—окраску щелочной формы (желтую). Внутри же указанного интервала значений pH окраска метилового оранжевого постепенно переходит из розовой в желтую, так что каждому значению pH в этом интервале соответствует определенный оттенок окраски. [c.267] Известно много рН-индикаторов, причем величины кажущихся констант диссоциации их различаются между собой весьма сильно. Вследствие этого области перехода разных индикаторов покрывают практически всю шкалу pH, начиная от pH О до pH 12 и выше. Сказанное иллюстрируется табл. 10 и рис. 44, на котором области перехода важнейших рН-индикаторов изображены графически в виде заштрихованных прямоугольников. На рисунке указаны также (начальными буквами) окраски кислотной (слева) и щелочной (справа) форм индикаторов. [c.267] То значение pH, при котором заканчивается титрование с данным индикатором, называется показателем титрования его и обозначается через рТ. Следовательно, у метилового оранжевого показатель титрования рТ=4,0. [c.268] Поскольку величина рТ соответствует одной из промежуточных окрасок индикатора, она находится внутри области перехода. Поэтому, если величина рТ не дана, можно принять, что она лежит в середине указанной области, т. е. приблизительно равна показателю индикатора р/(. [c.270] Познакомившись с теорией индикаторов метода нейтрализации, вернемся к рассмотрению важнейшего для анализа вопроса в выборе индикатора при титровании. В 58 было показано, что величина pH в точке эквивалентности определяется прежде всего природой реагирующих при титровании кислоты и основания. Так, если титровать сильную кислоту сильным основание.м или обратно, то получающаяся в результате реакции соль не подвергается гидролизу, и поэтому pH в точке эквивалентности равен 7. Так как показатель титрования лакмуса равен 7, можно заключить, что этот индикатор должен оказаться в данном случае вполне подходящим. [c.270] Приведенные соображения весьма полезно учитывать при выборе индикатора, что предотвратит грубые ошибки. Однако не трудно видеть, что одними этими соображениями довольствоваться нельзя. Действительно, невозможно предусмотреть, с какой точностью будет проведено титрование, а между тем ошибка в 2% обычно столь же недопустима, как и ошибка в 20%. [c.271] С другой стороны, подобные качественные соображения ке дают возможности решить вопрос о том, насколько в каждом данном случае можно отступать от точки эквивалентности. Например, титрование сильной кислоты сильной щелочью (или обратно) нужно закончить при pH 7. Но можно ли, применив метиловый оранжевый, закончить титрование при pH 4 или, применив фенолфталеин, закончить титрование при pH 9 Казалось бы, что такие значительные отклонения от точки эквивалентности должны обусловить значительную индикаторную ошибку титрования (стр. 254) между тем опыт не подтверждает этого. В данном случае все четыре наиболее часто применяемых индикатора дают практически совпадающие результаты и могут быть с успехом применены для титрования. [c.271] Остановимся прежде всего на методе построения кривых титрования. Положим, например, что 100 мл 0,1 н. раствора НС1 титруют 0,1 н. раствором NaOH. Вычислим величиЯы pH раствора в различные моменты титрования. При вычислении pH раствора сильных кислот или оснований (поскольку по современным представлениям они диссоциированы в растворах практически нацело) концентрацию ионов Н (или ОН ) можно приравнять к общей концентрации кислоты (или основания). Для упрощения вычислений будем считать, что общий объем раствора при титровании не меняется. В действительности этот объем к концу титрования увеличивается вдвое. Очевидно, ошибка в вычислении величины pH без учета увеличения объема равна Ig 2, т. е. приблизительно 0,3. Такая ошибка в данном случае на выводах не отразится и потому с нею можно не считаться. [c.271] Вернуться к основной статье